Строение желудочно кишечного тракта человека схема: Упрощенное строение пищеварительного тракта | Tervisliku toitumise informatsioon

Упрощенное строение пищеварительного тракта | Tervisliku toitumise informatsioon

В процессе переваривания содержащиеся в пище пищевые макроэлементы (белки, жиры, углеводы) расщепляются на более мелкие компоненты, которые всасываются в кровь или лимфу.

Нормальное питание, следующее за ним переваривание и всасывание питательных веществ жизненно необходимы для поддержания обмена веществ в организме человека.

Ротовая полость

Ротовая полость – начальный отдел пищеварительной системы, стенками которого являются губы, щеки, верхнее и нижнее нёбо. В ротовой полости с помощью клыков и резцов происходит механическое измельчение пищи в как можно более мелкодисперсную массу.

Строение наших зубов позволяет нам измельчать пищу как растительного, так и животного происхождения. Здоровье зубов имеет важное значение для пищеварения, поэтому их нормальное развитие и гигиена полости рта способствуют поддержанию нашего здоровья.

В ротовую полость выходят различные слюнные железы, которые производят большое количество разжижающей пищу слюны. Пища перемешивается со слюной, и начинается частичное, незначительное переваривание некоторых питательных веществ. Чем больше измельчена проглатываемая пищевая масса, тем легче организму пищу переварить, поэтому пережевывать еду следует тщательно, сосредоточенно и как можно дольше.

Глотка

Глотка представляет собой примерно 12-сантиметровый воронкообразный канал, который начинается от полости носа и проходит внутри шеи в пищевод, являясь общей частью пищеварительного тракта и дыхательных путей.

Глотание происходит в результате инициируемого давлением языка сложного рефлекса, который направляет еду и питье через пищевод в желудок и препятствует их попаданию в дыхательные пути. Первый этап глотания сознательный, последующие этапы – рефлекторные.

Если глотательный рефлекс нарушен (например, внимание сосредоточен на какой-то другой, не связанной с приемом пищи деятельности) и пища попадает в трахею, человек для освобождения от кусков пищи начинает кашлять. Если трахея забивается плохо пережеванными кусками пищи, человек может задохнуться. Поэтому крайне важно, чтобы мы во время еды были сосредоточены на этом процессе и не занимались бы делами, которые ему мешают.

Твердая пища попадает из ротовой полости через пищевод в желудок примерно за 8–9 секунд, жидкая – примерно за 1–2 секунды.

Пищевод 

Пищевод – примерно 25-сантиметровая полая мышечная трубка, часть пищеварительного тракта, под влиянием сокращений и расслаблений, т.е. перистальтики которой пища продвигается из глотки в желудок.

Рвота – это защитный рефлекс, который вызывается неприятным вкусом или запахом пищи, употреблением испорченной пищи, перееданием или прикосновением к слизистой оболочки глотки.

Желудок

Желудок – резервуар верхнего отдела пищеварительного тракта, образованный из гладкой мышечной ткани, в котором происходит частичное расщепление и разжижение пищи и регулярное ее продвижение в подходящих объемах (порциями) в тонкую кишку. Разжижение достигается за счет желудочного сока и сильного механического перемешивания (измельчения).

Желудок взрослого человека обычно вмещает 1,5 литра пищевой массы. В пустом состоянии этот мышечный орган сжимается и сморщивается до весьма малых размеров. Объем желудка у новорожденного – около 30 мл, у тех, кто в течение долгого времени пьет большие количества пива, он может достигать даже 10 л.

Поскольку находящиеся в желудке железы вырабатывают крепкую соляную кислоту, внутренняя поверхность желудка выстлана слизистой оболочкой. Желудочный сок имеет pH около 1. Это означает, что среда в нормальном желудке обладает высокой кислотностью.

Желудочный сок (желудочный секрет) выделяется клетками желез (которых около 30–40 миллионов), в день его вырабатывается 2–3 литра. Выделение желудочного секрета стимулируется видом пищи, ее вкусом, запахом, механическим раздражением слизистой оболочки рта и дефицитом глюкозы.

Скорость вывода пищи из желудка зависит от количества пищи и ее свойств. В желудке пища находится от 2 до 6 часов.

Более твердая пища находится в желудке дольше, напитки практически сразу попадают в тонкую кишку. В случае дефицита жидкости часть воды может всасываться и через желудок. В желудке также всасываются некоторые лекарства (например, аспирин), алкоголь и кофеин.

На границе желудка и двенадцатиперстной кишки находится привратник желудка, который периодически раскрывается и пропускает в двенадцатиперстную кишку небольшие порции (5–10 мл) измельченной пищи. В нормальной ситуации желудок опорожняется в течение четырех часов.

Пустой желудок совершает мощные волнообразные движения, с помощью которых он освобождается от недостаточно измельчившихся частиц пищи (например, в случае богатой клетчаткой растительной пищи). При больших промежутках между приемами пищи могут возникать сильные перистальтические волны, проявляющиеся бурчанием в животе и в худшем случае болями в животе.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа – это протяженный, до 15 см в длину, орган, который весит 100 граммов и расположен за органами брюшной полости. Клетки его тканей выделяют в кишечник пищеварительные ферменты и гормоны. Таким образом поджелудочная железа работает и как пищеварительная железа, и как железа внутренней секреции.

Вырабатываемые поджелудочной железой инсулин и глюкагон – два наиболее мощных гормона человеческого организма, обеспечивающих гомеостаз. Они оба оказывают влияние на очень большое количество процессов и имеют противоположные друг другу функции. Например, инсулин помогает нормализовать уровень сахара после усвоения пищи, т.е. понижает до нормального уровень глюкозы в крови (помогая печени синтезировать глюкоген). Глюкагон же помогает печени в высвобождении глюкозы, чтобы поддерживать ее концентрацию в крови на нормальном уровне (например, при больших перерывах между приемами пищи и ночью).

Гомеостаз означает поддержание биологических параметров человеческого организма в определенных пределах. Даже небольшие изменения химических или физических свойств внутриклеточной среды может нарушить биохимические процессы в организме.  Гомеостаз – это умение организма создавать во внутренней среде устойчивый баланс.

Таким образом, гомеостаз – это процесс, посредством которого обеспечивается практически стабильная внутренняя среда, так что клетки могут функционировать с максимальной эффективностью. Каждый организм старается поддерживать в своей внутренней среде правильную температуру, кислотность и т.п. Гомеостаз достигается путем координации комплекса физиологических реакций с помощью химических или электрических сигналов, которыми обмениваются ткани. Ключевую роль в этой коммуникации играют гормоны, поэтому они важны для поддержания гомеостаза.

Инсулин и глюкагон регулируют углеводный, липидный и белковый обмен. Наибольшее воздействие они оказывают на обмен углеводов. Например, сахар в крови, т.е. уровень глюкозы, держат под контролем с одной стороны инсулин, с другой стороны глюкагон. Внутри клеток под воздействием инсулина для высвобождения энергии усиливается расщепление глюкозы. Когда уровень глюкозы в крови падает, глюкагон расщепляет накопленный в печени гликоген, и в кровоток выбрасывается глюкоза. Поскольку оба гормона регулируют весь обмен веществ и особенно мощно углеводный обмен, при возникновении проблем с их синтезом возникают метаболические проблемы (например, в случае инсулина – диабет).

Поджелудочная железа вырабатывает в сутки 1,5–2 литра панкреатического сока, который очень богат ферментами. Панкреатический сок содержит большие количества гидрокарбоната натрия, который является щелочным и нейтрализует в желудке обладающую высокой кислотностью пищевую массу.

Панкреатический сок вместе с желчью попадает в верхний отдел тонкой кишки – в двенадцатиперстную кишку. Секреция панкреатического сока частично регулируется и нервной системой, но в основном за счет гормонов. Когда в двенадцатиперстную кишку из желудка попадает кислотная пищевая масса (химус), слизистая оболочка двенадцатиперстной кишки выбрасывает в кровь секретин, который вызывает выделение в клетках протоков поджелудочной железы гидрокарбоната натрия, который в свою очередь нейтрализует кислотную среду. Чем более кислотной поступает из желудка полупереваренная пищевая масса, тем больше выделяется гидрокарбоната натрия.

Печень 

Печень – «химическая лаборатория» нашего организма. Ее можно условно назвать самой большой железой человека, вес которой может достигать 1,5 кг. Печень состоит из двух долей разного размера. Печень – жизненно важный орган, в котором происходит большая часть белкового, липидного и углеводного обмена .

Также печень помогает выводить из оборота в человеческом организме образующиеся в ходе нормального обмена веществ остаточные вещества. Кроме этого, печень очищает кровь от ядовитых веществ – происходит детоксикация, т.е. переработка попавших из окружающей среды и пищи естественных и искусственных ядов, неиспользованных компонентов лекарств, тяжелых металлов, остатков метаболизма бактерий и т.п. После этого остатки переработки направляются через кровь в почки и выводятся из организма.

Видео о принципах работы печени:

Печень обрабатывает и накапливает питательные вещества (например, гликоген и железо) для поддержания работоспособности организма в перерывах между приемами пищи и на более длительные периоды, а также играет роль депо для некоторых (главным образом – жирорастворимых) витаминов (A, D, B₁₂, K).

Человеческий организм функционирует как единое целое, и этот целостный процесс помогает поддерживать печень в работоспособном состоянии. Широко рекламируемые в интернете методы очистки печени этого не делают.

В связи с пищеварением печень играет определяющее значение как производитель желчи. Желчные кислоты поступают в пищеварительный тракт через желчные протоки и желчный пузырь. Печень синтезирует желчные кислоты из холестерина.

Основные функции печени:

• эмульгирование жиров (под воздействием желчи)
• вырабатывая желчь, печень выводит из организма остаточные вещества, работая как орган выделения
• накопление питательных веществ (жирорастворимые витамины, металлы)
• синтез питательных веществ (например, белки плазмы)
• аккумулирование крови (в т.ч. место кроветворения у плода)
• управление содержанием глюкозы в крови

Желчный пузырь

Желчный пузырь имеет объем 50 мл. В течение одних суток в находящихся между клетками печени тонких желчных капиллярах в непрерывном режиме вырабатывается в общей сложности около 1 литра желчи. Количество желчи зависит от состава пищи. Если пища жирная, желчи вырабатывается больше.

Поступление в кишечник богатой жирами и белками пищевой массы вызывает опорожнение желчного пузыря. Секреция желчи усиливается во время пищеварения, а выделение ее из желчного пузыря происходит под воздействием еды. Здесь факторами воздействия являются внешний вид и запах пищи, сам процесс еды, раздражение пищевой массой рецепторов желудка и двенадцатиперстной кишки, а также выделяющийся в тонкой кишке гормон секретин.

Находящиеся в желчном пузыре желчные кислоты выработаны клетками печени из холестерина, он необходимы для всасывания липидов, потому что соли желчных кислот эмульгируют липиды, увеличивая поверхность их соприкосновения с ферментами. При определенных условиях в желчном пузыре и желчных протоках могут образовываться камни, которые препятствуют поступлению желчи в двенадцатиперстную кишку, приводя к болезненным состояниям разной степени тяжести.

Двенадцатиперстная кишка

Двенадцатиперстная кишка – подковообразный верхний отдел тонкой кишки, имеющий в длину 20–25 см и закрепляющийся на задней стенке брюшной полости. Стенки этой кишки пронизаны кровеносными и лимфатическими сосудами, а также нервной тканью. Здесь происходит «анализ» поступающей из желудка пищевой массы и осуществляется воздействие на процесс пищеварения как посредством активации нервных связей, так и выработкой гормонов. Поступившая в двенадцатиперстную кишку кислая пищевая масса нейтрализуется, а выделившийся в результате этого диоксид углерода пищевую массу перемешивает.

Тонкая кишка  

Тонкая кишка – это примерно 3-метровый (в растянутом состоянии до 6–9 метров) кольцеобразно свернутый полый орган, занимающий большую часть среднего и нижнего этажей брюшной полости. Верхний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстная кишка (duodenum), за ней следуют тощая кишка (jejunum) и подвздошная кишка (ileum).

В лимфоидных тканях подвздошной кишки происходит формирование антител. Обработанная пищевая масса проходит дальнейшую обработку в тонкой кишке на протяжении 3–6 часов. Железы слизистой оболочки тонкой кишки выделяют богатый ферментами (например, амилазой, сахаразой, мальтазой, лактазой, пептидазой, липазой) секрет в количестве нескольких литров в сутки. Основные факторы, стимулирующие секрецию, – механическое раздражение стенок кишки и химические раздражители (желудочный сок, продукты расщепления белков, приправы, молочный сахар).

Химус перемещается по тонкой кишке за счет перистальтики.

В стенке кишки присутствует множество увеличивающих площадь ее поверхности и посредством этого усиливающих всасываемость питательных веществ складок или кольцеобразных бороздок и пальцевидных ворсинок, покрытых в свою очередь микроворсинками. Благодаря этому ее общая поверхность, участвующая в пищеварении, больше, чем половина площади теннисного корта.

У некоторых людей содержащийся в пище глютен может повреждать слизистую оболочку тонкой кишки, что приводит к недостаточной всасываемости питательных веществ. Это называется непереносимостью глютена, или целиакией . 

Толстая кишка

Толстая кишка расположена в брюшной полости вокруг колец тонкой кишки, имеет в длину немногим более метра и толще тонкой кишки (диаметр 5–8 см). У толстой кишки выделяют три отдела: слепая кишка, ободочная кишка и прямая кишка. От прямой кишки отходит червеобразный отросток, рудиментарная часть кишки, аппендикс, в котором находится большое скопление лимфоидной ткани.

Стенки толстой кишки бороздчатые, без ворсинок, содержат большое количество желез, которые выделяют защитную слизь, чтобы неперевариваемая пищевая масса могла продвигаться дальше. В толстую кишку поступает около литра содержимого тонкой кишки в сутки. Железы слизистой оболочки толстой кишки под воздействием местных раздражителей выделяют пищеварительный сок, который относительно беден ферментами. Самую главную роль в толстой кишке играет слизь, которая делает выделения скользкими и защищает слизистую оболочку.

Когда содержимое кишечника минует толстую кишку, оно попадает в пямую кишку, и возникает рефлекс дефекации. Важное значение толстой кишки в процессе пищеварения связано с микрофлорой кишечника.

Прямая кишка

Прямая кишка – последний отдел толстой кишки, который заканчивается анусом. Испражнения состоят из определенной части непереваренной и невсосавшейся пищи (например, клетчатки вроде целлюлозы и т.п.), биомассы микроорганизмов и воды. Несмотря на то, что целлюлоза не имеет энергетической ценности, она способствует кишечной перистальтике и продвижению по кишечнику пищевой массы. Когда содержимое кишечника перемещается из ободочной кишки в прямую кишку, возникает рефлекс дефекации. Ежедневно образуется 100–200 г кала. Большую часть состава кала образует вода.

Количество испражнений увеличивается при употреблении цельнозерновых продуктов, отрубей, овощей и фруктов. Размножению благоприятной микрофлоры в толстой кишке в наибольшей мере способствует водорастворимая клетчатка (пектин, олиго- и полисахариды, такие как фруктолигосахариды, модифицированный крахмал, арабиноксиланы, галактолигосахариды и т.д.), которых больше всего содержится в овсе, ржи, ячмене, овощах, фруктах и ягодах.

При некоторых заболеваниях могут отмечаться проблемы с всасыванием воды в кишечнике, что проявляется в виде диареи. При запорах замедлена перистальтика толстой кишки, непереваренная пищевая масса перемещается в ней очень медленно, из-за чего много воды всасывается обратно, что делает каловые массы сухими и твердыми.

Схема желудочно-кишечного тракта человека.

Схема желудочно-кишечного тракта человека

см. рисунок). Те или иные нарушения его структуры обнаруживаются в среднем у 6% лиц обоего пола и могут быть очень разными. Однако врожденные отклонения далеко не всегда равнозначны болезненному состоянию человека. Хорошо известны компенсанаторные механизмы, которые как бы нейтрализуют, противодействуют тем или иным отклонениям в деятельности клапанных аппаратов.    Вообще между состоянием полного здоровья и болезнью существует переходный период. В литературе это называется предболезнь, третье состояние, преморбидное состояние и т.п. Полагаю, что с позиций клапанной гастроэнтерологии можно говорить о двух категориях здоровых людей. Это, конечно, полностью анотомически нормальные люди, не имеющие никаких отклонений в структуре и функциях органов пищеварения и их клапанных аппаратов. Затем к здоровым можно отнести тех, у кого деффекты стойко компенсированы и не дают о себе занать какими-либо болезненными ощющениями.     Мы изучали некоторые механизмы компенсации, и в первую очередь рефлекторно возникающий защитный спазм циркулярной (круговой) мускулатуры, противодействующий рефлюксу (обратному забросу). Подобная  защитная реакция в норме отмечается в зоне каждого из клапанных аппаратов. Несомненно, что защитную роль играет также ускоренный и усиленнй ритм перильстальтики, ее сила, препятствующая обратному забросу через открытый неполноценный клапан. Понимание врачем защитного характера этих реакций организма позволяет избежать ошибочных назначений, которые могли бы помешать этим реакциям.     Еще один интересный факт из нашей хирургической 1 слюнные железы 2. глоточный клапан 3. пищевод 4. печень 5. воздушный пузырь желудка 6. кардиальный клапан 7. желудок 8. желчный пузырь 9. привратник (клапан между желудком и двенадцатиперстной   кишкой) 10. поджелудочная железа 11. большой дуоденальный сосок (клапан между двенадцатиперстной       .   кишкой и желчными протоками) 12. дуоденально-еюнальный клапан (клапан между  двенадцатиперстной и тощей кишкой) 13. двенадцатиперстная кишка 14. тощая кишка 15. толстая кишка 16. илеоцекальный клапан 17. аппендикс 18. слепая кишка

функции желудочно-кишечного тракта человека, возможные заболевания и правила питания, способы диагностики

Правильная работа всех органов организма человека – залог здоровья.

При этом система пищеварения является одной из наиболее важных, так как предполагает ежедневное выполнение своих функций.

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Строение и функции пищеварительной системы человека

Составляющие системы пищеварения – это желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) и вспомогательные структуры. Всю систему условно разделяют на три отдела, первый из которых отвечает за механическую обработку и переработку, во втором отделе пища подвергается химической обработке, а третий предназначен для вывода не усвоенной пищи и излишков за пределы организма.

Исходя из такого разделения, вытекают следующие функции пищеварительной системы:

1. Моторная. Эта функция предусматривает обработку пищи механически и её продвижение вдоль ЖКТ (пища измельчается, перемешивается и проглатывается человеком).
2. Секреторная. В рамках этой функции происходит выработка специальных ферментов, которые способствуют образованию условий для химической обработки поступившей пищи.
3. Всасывательная. Для выполнения этой функции ворсинки кишечника всасывают питательные вещества, после этого они поступают в кровь.
4. Выделительная. В рамках этой функции происходит выведение из организма человека веществ, которые не переварились либо являются результатом метаболизма.

Желудочно-кишечный тракт человека

Начинать описание этой группы целесообразно с того, что желудочно-кишечный тракт предполагает состав из 6 отдельных элементов (желудок, пищевод и т.д.).

В качестве функций тракта в отдельности изучают двигательную, секреторную, всасывательную, инкреторную (состоит в выработке гормонов) и экстреторную (состоит в выделении в организм продуктов обмена, воды и других элементов).

Ротовая полость

В роли начального отдела ЖКТ выступает ротовая полость. Она становится началом процесса обработки пищи. Производимые механические процессы невозможно представить без участия языка и зубов.

Не обходятся такие процессы и без работы вспомогательных структур.

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Глотка

Глотка – промежуточное звено между ротовой полостью и пищеводом. Глотка человека представлена в форме воронкообразного канала, который сужается по мере приближения к пищеводу (широкая часть находится вверху).

Принцип работы глотки заключается в том, что пища поступает в пищевод путём глотания порционно, а не вся сразу.

Пищевод

Этот отдел соединяет глотку и желудок. Его расположение начинается от грудной полости и заканчивается в брюшной полости. Пища через пищевод проходит за считанные секунды.

Его основное назначение – это препятствие обратному движению пищи вверх по пищевому каналу.

Схема строения желудка человека

Физиология предполагает такое устройство желудка, функционирование которого невозможно без наличия трёх оболочек: мышечная оболочка, серозная оболочка и слизистая оболочка. В слизистой оболочке вырабатываются полезные вещества. Остальные две оболочки предназначены для защиты.

В желудке происходят такие процессы как переработка и хранение поступившей пищи, расщепление и всасывание питательных элементов.

Схема строения кишечника человека

После пребывания переработанной пищи в желудке и выполнения ряда функций в соответствующих отделах, она поступает в кишечник. Он устроен таким образом, что предполагает разделение на толстую и толстую кишку.

Последовательность прохождения пищи выглядит следующим образом: сначала она поступает в тонкую кишку, а затем – в толстую.

Тонкая кишка

Тонкая кишка состоит из двенадцатиперстной кишки (здесь происходит основной этап пищеварения), тощей и подвздошной кишки. Если кратко описывать работу двенадцатиперстной кишки, то в ней происходит нейтрализация кислоты, а вещества и ферменты расщепляются. Как тощая, так и подвздошная кишка принимают активное участие в процессе всасывания организмом важных элементов.

Толстая кишка

В толстом кишечнике происходит заключительная часть обработки пищи. Первый участок толстой кишки – это слепая кишка. Затем пищевая смесь попадает в ободочную кишку, после чего работает принцип последовательности прохождения через восходящую, поперечную, нисходящую и сигмовидную ободочную кишку.

Затем пищевая смесь попадает в прямую кишку. В толстой кишке окончательно усваиваются вещества, происходит процесс образования витаминов и формируется кал. Толстая кишка – это по праву самый крупный отдел системы пищеварения.

Вспомогательные органы

Вспомогательные органы состоят из двух желез, печени и желчного пузыря. Поджелудочную железу и печень считают большими пищеварительными железами. Основная функция вспомогательных веществ – содействие пищеварительному процессу.

Слюнные железы

Расположение работы слюнных желёз – ротовая полость.

С помощью слюны частички еды размокают и легче проходят по каналам пищеварительной системы. На этом же этапе начинает процесс расщепления углеводов.

Поджелудочная железа

Относится железа к такому виду органов, которые вырабатывают гормоны (такие, как инсулин и глюкагон, соматостатин и грелин).

Кроме этого, поджелудочная железа выделяет важный секрет, он необходим для нормальной работы системы переваривания пищи.

Печень

Один из важнейших органов системы пищеварения. Она очищает организм от токсинов и ненужных веществ.

Также печень вырабатывает желчь, необходимую для процесса пищеварения.

Желчный пузырь

Помогает печени и служит своеобразной ёмкостью для переработки желчи. При этом он убирает из желчи лишнюю воду, тем самым образуя такую концентрацию, которая подходит для процесса пищеварения.

Изучая анатомию человека, важно знать и понимать, что успешное функционирование каждого из органов и отделов пищеварительной системы оказывается возможным при положительной работе всех остальных взаимосвязанных частей.

Источник: https://1001student.ru/biologiya/pishchevaritelnaya-sistema-cheloveka.html

Общее строение пищеварительной системы — урок. Биология, 9 класс

Питание — это совокупность процессов поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом питательных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма.

Вода, минеральные соли и витамины в желудочно кишечном тракте усваиваются в неизменном виде. Крупные молекулы белков, жиров и углеводов подвергаются механической и химической обработке —

перевариванию (т.к. сами не могут пройти через стенку пищеварительного канала).

Пища переваривается по мере ее продвижения по пищеварительной системе.

Пищеварительная система — это система органов, в которых осуществляется механическая и химическая обработка пищи, всасывание переработанных веществ и выведение непереваренных и неусвоенных составных частей пищи.

Пищеварительная система подразделяется на пищеварительный тракт и пищеварительные железы.

Пищеварительный тракт состоит из следующих отделов: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник (общая длина пищеварительного тракта человека — 8-10 м).

Стенка пищеварительного канала состоит из трёх слоёв:

• наружного (соединительная ткань),
• среднего (мышечная ткань),
• внутреннего (слизистого). Он состоит из эпителиальной ткани, сожержащей многочисленные железы, вырабатывающие пищеварительные ферменты и слизь, необходимые для переваривания и продвижения пищи.

Мышечный слой полости рта, глотки и верхней трети пищевода состоит из поперечно-полосатых мышц, а мышечный слой нижележащих отделов представлен гладкими мышцами. Благодаря волнообразным сокращениям мышц пища передвигается по пищеварительному тракту.

Пищеварительные железы: три пары слюнных желёз (наиболее крупные), печень и поджелудочная железа расположены за пределами пищеварительного тракта.

По специальным протокам они выделяют соки, содержащие ферменты (секреты) в его полость.

Пищеварительные ферменты, выделяемые ими обеспечивают химическое расщепление пищи, причём одни  ферменты расщепляют углеводы, другие — белки, третьи — жиры.

Основные функции органов пищеварения:

• механическая и химическая переработка пищи;
• всасывание питательных веществ во внутреннюю среду организма;
• выведение из организма непереваренных остатков пищи.

Источник: https://www.yaklass.by/p/biologiya/9-klass/pishchevaritelnaia-sistema-6962/stroenie-organov-pishchevareniia-6963/re-ca8d4cfa-a66d-41fb-8a92-71721bf7487c

Основные методы исследования органов пищеварения

• При постановке диагноза по поводу какого-либо заболевания желудка необходимо учитывать три аспекта:
• — форму, положение, состояние стенок: рентген, ультразвук;
  — функцию желудка: исследование желудочного сока, функциональные пробы;
• — изменение строения стенок: эндоскопия, гистология.
• Кроме того, необходимо учитывать данные анамнеза (типичные боли, например, при язве желудка, непереносимость продуктов питания) и результаты биохимических исследований крови.

Следует подчеркнуть, что исследования одного только желудка не могут вскрыть все возможные изменения и заболевания.

Например, диагноз гастрита нельзя поставить при помощи рентгена!

Неправильно также при любом недомогании настаивать у врача на каком-либо определенном обследовании. Рентгенологические обследования не дают также никаких данных о функциональных нарушениях работы желудка или секреционных аномалиях.

С другой стороны, исследования только одного желудочного сока не дадут положительного или отрицательного ответа о наличии язвы желудка. В принципе то же самое относится и к исследованиям других участков желудочно-кишечного тракта.

Рентгенологическое обследование

Приёме тенеобразующего контрастного вещества (сульфата бария) достигается более чёткое изображение на рентгеновском снимке обычно едва различимого желудка.

Изменением положения, добавлением дополнительных растворов углекислоты, изменением консистенции контрастного вещества достигается то, что контрастная кашица как обои оклеивает стенки желудка.

При наличии соответствующего опыта на основании различных рентгеновских снимков врач может сделать заключение по поводу процесса перистальтики желудка, его положения и формы, деформации после излечения язвы, а также, как правило, наличия дефектов стенки желудка (язвы желудка).

И все же результаты рентгенологического обследования не обеспечивают абсолютной гарантии, ибо даже при отрицательном ответе на вопрос о наличии язвы нельзя полностью исключать тот случай, когда язвенный кратер закрывается сгустком крови, тем самым препятствующим контрастному средству помочь выявить дефект.

Опухоли стенки желудка в большинстве своем однозначно представляют собой атипичную неподвижность стенки и вдающиеся во внутренний просвет дефекты наполнения. Для их выявления, однако, необходимо сделать достаточное количество рентгеновских снимков.

На основе этого можно рекомендовать следующее:

— слишком частое повторение рентгенологических обследований бессмысленно (хотя и не так вредно, как об этом принято думать), т.к. этот метод имеет свои границы;

— рентгенологическое обследование целенаправленно может назначаться только врачом, знающим общую картину болезни и результаты предшествующих анализов;

— перед рентгенологическим обследованием необходимо воздержаться от приема пищи, ибо ее остатки могут вызвать в желудке искажение дефекта наполнения, либо вообще помещать сделать заключение.

Уже вечером, накануне рентгена, необходимо принять легкую пищу, т.к. например, жаркое может оставаться в желудке на протяжении 20 часов;

— не следует ставить в вину врачу язву, обнаруженную позже при эндоскопическом а не рентгенологическом обследовании;

— для большого количества желудочных болезней (гастрит) рентгенологические обследования желудка не имеют никакого значения, они могут разве только исключить другие причины.

Абсолютно безвредное и не воспринимаемое организмом белое контрастное вещество после рентгена выводится вместе с калом. При этом кал имеет беловатую окраску. Это вполне закономерное явление не служит признаком закупорки желчных путей. При помощи рентгена может исследоваться также и работа кишечника (проходимость желудочно-кишечного тракта).

При этом в сочетании с рентгеном желудка через определенные промежутки времени производится рентген кишечника, в ходе которого определяется положение петель кишки, а также проверяется процесс и время прохождения в ней контрастного вещества.

Но и этот метод диагностики имеет свои границы, не позволяющие с абсолютной точностью определить, например, воспаление слепой кишки. Для оценки состояния стенки толстого кишечника используют метод контрастной клизмы, иногда в сочетании с добавлением воздуха (метод двойного контраста), чем достигается выявление даже самых незначительных изменений стенки кишки.

При этом зачастую удается получить изображение червеобразного отростка, без гарантии определения, однако, наличия воспалительных процессов.

Применяя катетер и целевые контрастные инъекции, можно получить изолированное изображение отдельных участков кишечника. При особой индикации удается также получить рентгеноскопию кровеносных сосудов кишечника, что достигается использованием сложной методики применения контрастных веществ.

Исходя из расположения сосудов, их толщины и наполнения делают диагностическое заключение. При закупорке кишки (илеусе) целевое рентгенологическое обследование области живота позволяет сделать вывод об отсутствии работы кишечника (обращающее на себя внимание скопление воздуха, наличие типичных уровней жидкости и др.).

Путем рентгеноскопии можно определить также и асцит.

Ультразвук

В последние годы в гастроэнтерологической диагностике все шире стали использоваться методы обследования при помощи ультразвука, то есть известный феномен радиолокации, когда посланный ультразвуковой импульс различным образом отражается от поверхности тела в зависимости от структуры и характера ткани.

В некоторых областях они уже сейчас могут заменить рентгенологическую диагностику.

По возможностям получения данных (изменения формы и поверхности) они не уступают рентгену, однако, в отличие от него полностью не оказывают на организм воздействия радиоактивными лучами, поэтому обследования при помощи ультразвука без всяких ограничений могут применяться и в период беременности.

Желудочный зонд

Без порционного исследования желудочного сока на его состав и кислотность сегодня нельзя уже представить диагностику болезней желудка (и желчного пузыря). Многие пациенты уже знакомы с этим методом, а некоторые, услышав о нем, бледнеют от страха.

Обследование полностью безвредно, и, несмотря на появляющуюся вначале тошноту у пациентов с повышенной чувствительностью, с уверенностью можно сказать, что такое обследование является не самым неприятным в диагностике. Пациент глотает тонкий (действительно тонкий, диаметром несколько миллиметров) зонд, который, однако, может вводиться также и через нос.

Сам пациент или сестра затем через определенные промежутки времени при помощи шприца забирает желудочный сок, распределяя его по различным маркированным пробиркам.

Фракции сока (поэтому «фракционированный» желудочный зонд) исследуются раздельно. Например, определяется количество выделений, содержание соляной кислоты, время выделения кислоты; может исследоваться реакция слизистой оболочки желудка на стимулирующие медикаменты (например гистамин).

Этим же путем можно определить и наличие примеси крови, а также рефлюкс жёлчи.

Тест может быть упрощен за счет использования капсулы с красителем, но при этом приходится отказаться от точности и разнообразия результатов. В кислотостойкую оболочку помещают интенсивно действующее красящее вещество.

После проглатывания капсулы при наличии кислоты желудочный сок растворяет ее и безвредный краситель с кровью попадает в мочу. Заметная окраска мочи говорит о наличии активной желудочной кислоты. В противном случае, не усваиваясь организмом, капсула проходит по кишечнику. Этот тест, однако, носит общий ориентировочный характер.

Эндоскопия

Если задать вопрос, какими методами в последние десятилетия клиническая медицина добилась существенного прогресса, то, исходя из опыта, следует сказать, что ответы будут разными.

Несомненно, однако одно, что в качестве метода непосредственного наблюдения внутренних органов человека многие врачи назвали бы эндоскопию. Без эндоскопии невозможно сейчас представить себе современную гастроэнтерологическую диагностику.

Она закрывает пробел в возможностях исследований, который нельзя было ликвидировать существовавшими до нее методами.

Принцип этого метода отнюдь не нов. В начале эры эндоскопии пациенту (мучившемуся) через рот как глотателю шпаг искусственно вставляли жесткую трубку, проникавшую в желудок и при помощи этой трубки (диаметром с толщину большого пальца руки) врач мог заглянуть внутрь желудка.

Принципиальным новшеством, благодаря достижениям техники, стало использование фиброгласового эндоскопа. Тысячи стеклянных нитей по принципу рефракции поверхности позволяют использовать легкий кабель, по желанию вращаемый и изгибаемый. Освещение осуществляется как бы «из-за угла».

Таким образом, появилась возможность создания гибких, относительно тонких эндоскопов, доставляющих пациенту значительно меньше неприятных ощущений. На конце прибора, оснащенного высококачественной оптикой, установлен небольшой, но мощный источник холодного света.

Используя дополнительные инструменты при визуальной видимости можно брать и гистологическим путем изучать небольшие пробы ткани.

При помощи эндоскопа опытный врач может досконально изучить желудок изнутри, определяя все подозрительные места и беря оттуда, в целях дополнительного подтверждения диагноза, пробы ткани для исследования под микроскопом. Дальнейшее совершенствование этой техники продолжается. Сейчас стало возможным зондирование даже таких узких протоков, как желчного и протока поджелудочной железы.

В настоящее время разрабатывается методика удаления не оперативным путем, а при помощи эндоскопов, различных новообразований, например, полипов. Это в значительной мере позволяет избежать возможности появления осложнений, характерных для хирургических операций.

При помощи таких гибких эндоскопов можно в одинаковой мере проводить наблюдения как желудка, так и кишечника, начиная от анального прохода и заканчивая двенадцатиперстной кишкой.

Для оценки результатов исследования прямой кишки в неограниченном объеме и весьма эффективно применяются также и трубчатые эндоскопы.

Несмотря на обременительность и неприятный характер такого обследования, оно безопасно и не должно являться причиной возникновения у пациента чувства страха, ибо эта относительно небольшая неприятность помогает покончить с неизвестностью и избежать, как правило, обязательно проводившейся ранее в целях диагностики операции и даже обнаружить болезненные процессы (например, рак) в их ранней и еще излечимой стадии.

Перед проведением эндоскопии пациенту оказывают дополнительную помощь: местный наркоз нёбно-глоточной слизистой оболочки и приём медикаментов, снимающих мышечное напряжение, что уменьшает позывы к рвоте во время гастроскопии и способствует расслаблению мышц. Тем самым эндоскопические обследования в основном перестали вызывать бывший для них характерным страх.

Прочие функциональные тесты

В зависимости от вида и причины недуга, либо подозрения на заболевание существует большое количество других методов обследования, косвенным путем помогающих определить деятельность желудочно-кишечного тракта.
Один из них — введение радиоактивно помеченных веществ, наличие которых в организме после процесса пищеварения и резорбции определяется при помощи чувствительной измерительной аппаратуры.

Более простым является метод так называемой диагностической диеты, в ходе которого принимается пища, имеющая определенный состав, а о степени ее усвояемости судят в результате исследования кала. Этот метод позволяет также определить и повышенную чувствительность организма в отношении некоторых составных частей пищи.

1. Приём с пищей веществ, не существующих в естественном состоянии (ксилоза), а также определение их концентрации в крови позволяет сделать вывод о всасывающей функции кишечника.
2. Не снижается значение и непосредственных исследований кала, как при помощи химических реактивов (например, бензидиновая проба на наличие крови, выявление окрашиванием не усвоенных жиров), так и при помощи микроскопа на наличие яиц глистов или не усвоенных составных частей пищи и др.

Для подобного обследования, если врач не прописал ничего дополнительного, в плотно закрытых емкостях (баночках для кала) необходимо принести немного кала (для определения яиц глистов необходим свежий кал!), а не все его количество за сутки.

Бактериологические исследования

Контрольные обследования на наличие нетипичных бактерий в кале в обязательном порядке проводятся у представителей некоторых профессий (сфера питания), у представителей других же профессий такие обследования проводятся при подозрениях на поносы, вызванные инфекцией. Бактерии в кале имеются постоянно (коли-бактерии).

Задача заключается в том, чтобы в нормальной кишечной флоре определить наличие патологических, болезнетворных микроорганизмов.

Для этого (при помощи деревянной лопаточки из туалета или подкладного судна в специальную посуду) берется небольшое количество свежего кала, либо мазки из области анального отверстия (безболезненно!).

Есть пациенты, регулярно выделяющие с калом болезнетворные кишечные бактерии, не заражаясь при этом сами, поэтому их называют носителями, длительное время выделяющими патогенные микроорганизмы.

Разумеется, такие люди должны находиться под постоянным и строгим медицинским и санитарным контролем, так как, например, при выделении ими возбудителей брюшного тифа, они становятся источником опасной инфекции.

В подобных случаях часто успех приносит интенсивное лечение антибиотиками.

Источник: http://4gods.ru/481/osnovnyie-metodyi-issledovaniya-organov-pischevareniya/

Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы

В пищеварительную систему входят пищеварительный тракт, печень и поджелудочная железа. Органы, составляющие пищеварительную систему, располагаются в области головы, шеи, грудной клетки, брюшной полости и полости таза.

У человека пищеварительный канал имеет длину около 8-10 м и подразделяется на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкую и толстую кишки. В глотке пищеварительный канал перекрещивается с дыхательным. После прохождения пищевода через диафрагму пищеварительная трубка расширяется, образуя желудок.

Желудок переходит в тонкую кишку, которая подразделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную. Последняя впадает в толстую кишку, начальным отделом которой является слепая кишка с червеобразным отростком — аппендиксом.

За ней следуют восходящая, поперечная, нисходящая, сигмовидная ободочные кишки, а затем прямая, заканчивающаяся заднепроходным отверстием. В двенадцатиперстную кишку впадают протоки двух крупных пищеварительных желез — печени и поджелудочной железы.

Основная функция пищеварительной системы заключается в приеме пищи, механической и химической ее обработке, усвоении пищевых веществ и выделении непереваренных остатков. Процесс пищеварения — начальный этап обмена веществ. С пищей человек получает энергию и необходимые для своей жизнедеятельности вещества.

Однако поступающие с пищей белки, жиры и углеводы не могут быть усвоены без предварительной обработки, так как являются для организма чужеродными веществами. Необходимо, чтобы крупные сложные нерастворимые в воде молекулярные соединения превратились в более мелкие, растворимые в воде и лишенные своей специфичности.

Этот процесс происходит в пищеварительном тракте и называется пищеварением, а образованные при этом продукты — продуктами переваривания. В процессе переваривания белки расщепляются до аминокислот, углеводы — до моносахаридов, жиры — до глицерина и жирных кислот.

Все эти вещества способны всасываться слизистой оболочкой пищеварительного тракта и поступать в кровь и лимфу, т.е. в жидкие среды организма. Отсюда они извлекаются клетками и восполняют их траты.

Итак, пища, или пищевые продукты, содержат три рода питательных веществ: белки, жиры и углеводы, а также необходимые для opгaнизма витамины, минеральные соли и воду. В пищеварительном тракте происходит механическая обработки пищи — ее размельчение, а затем и химическое расщепление.

По ходу пищеварительного тракта располагаются пищеварительные железы — слюнные, желудочные, поджелудочная, печень, кишечные, которые вырабатывают пищеварительные соки, осуществляющие процесс химического ферментативного расщепления пищи и доставку воды, необходимой для протекания химического процесса, в пищеварительный тракт (пищеварение в основном является химическим процессом, который протекает в водной среде). Всего в пищеварительный тракт человека за сутки изливается около 8,5 л соков: 3,5 л слюны, 2,5 л желудочного, 1 л поджелудочного, 2,5 л кишечных соков и 1,2 л желчи.

В пищеварительные соки входят как органические, так и неорганические вещества. Среди органических веществ большое значение имеют ферменты, или биологические катализаторы, которые расщепляют сложные молекулы белка, жира и углеводов. Все пищеварительные ферменты, являются гидролазами. Гидролиз — расщепление веществ путем присоединения молекулы воды.

При этом энергетическая ценность питательных веществ почти не снижается. Ферменты обладают большой специфичностью. Например, одни ферменты действуют на целую молекулу крахмала, другие действуют на солодовый сахар, третьи — только на молочный сахар и т.д. Таким образом, каждый из них ускоряет расщепление только одного определенного вещества.

Для действия ферментов необходимы определенные условия среды, а именно: оптимальная температура (таковой является температура тела 36-37°С) и определенная реакция среды. Каждый пищеварительный сок — обеспечивает оптимальную среду для действия содержащихся в нем ферментов.

Например, желудочный сок содержит хлористоводородную кислоту, а поджелудочный и кишечный соки, ферменты которых действуют в щелочной среде, содержат щелочь — соду.

Полость рта

Полость рта является началом пищеварительной системы. При помощи зубов пищаизмельчается, пережевывается, при помощи языка размягчается, смешивается со слюной, которая поступает в полость рта из слюнных желез, а затем поступает в глотку.

Полость рта посредством альвеолярных отростков челюстей и зубов делится надва отдела: преддверие рта и собственно полость рта.

Преддверие рта представляет собой щелевидное пространство, ограниченное снаружи губами и щеками, а изнутри — верхней и нижней зубными дугами и деснами. С внешней средой преддверие рта соединяется ротовой щелью, а с собственно полостью рта — щелью, образованной верхними и нижними зубами и промежутком за большим коренным зубом.

Ротовая щель ограничена губами, которые представляют собой кожно-мышечные складки. Основу губ формируют волокна круговой мышцы рта. Губы в углах рта соединены спайками губ. Наружная поверхность губ покрыта кожей, а внутренняя — слизистой оболочкой и многослойным плоским неороговевающим эпителием.

В месте перехода слизистой оболочки на десны находятся уздечки верхней и нижней губ. Собственно полость рта простирается от зубов до входа в глотку. Сверху она ограничена твердым и мягким нёбом, снизу — мышцами, которые образуют диафрагму рта, спереди и с боков — щеками, зубами, а сзади через широкое отверстие — зевом.

Щеки образованы щечными мышцами. Снаружи они покрыты кожей, а изнутри — слизистой оболочкой. Между кожей и щечными мышцами располагается толстый слой жировой ткани, которая образует жировое тело щеки. Оно особенно хорошо развито у детей грудного возраста, что способствует актусосания: способствует уменьшению давления со стороны атмосферы.

На слизистой оболочке щеки, в преддверии рта открывается проток околоушной слюнной железы.

Десны являются продолжением слизистой оболочки губ и щек; идут наальвеолярные отростки челюстей и плотно окутывающих шейки зубов. Нёбо делится на твердое и мягкое. Твердое нёбо образовано поднёбными отростками верхней челюсти и горизонтальными пластинками костей нёба, соединенных между собой швом нёба.

Оно покрыто слизистой оболочкой с многослойным плоским неороговевающим эпителием и плотно сросшейся с надкостницей. Мягкое нёбо представляет собой мышечно-апоневротическое образование, покрытое слизистой оболочкой.

Передний отдел мягкого нёба располагается горизонтально, а задний свисает свободно, образует нёбную занавеску с нёбным язычком посередине. Они отделяют носоглотку от ротоглотки. От боковых краев нёбной занавески отходят две складки (дужки): передняя нёбно-язычная дужка и задняя — нёбно-глоточная дужка.

Перваяспускается к боковой поверхности языка, а вторая — к боковой стенке глотки. Между дужками располагается миндаликовая ямка с нёбной миндалиной.

В основу мягкого нёба входят парные поперечно-полосатые мышцы (мышца, напрягающая нёбную занавеску, мышца, поднимающая нёбную занавеску, нёбно-язычная и нёбно-глоточные мышцы) и непарная мышца язычка. Сокращаясь, они напрягают нёбную занавеску, расширяют и опускают мягкое нёбо.

Источник: https://studbooks.net/2469291/meditsina/znachenie_pischevareniya_obschiy_plan_stroeniya_pischevaritelnoy_sistemy

Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы

Для нормальной жизнедеятельности организма, его роста и развития необходимо регулярное поступление пищи, содержащей сложные органические вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные соли, витамины и воду.

Все эти вещества необходимы для удовлетворения потребности организма в энергии, для осуществления биохимических процессов, протекающих во всех органах и тканях. Органические соединения используются также как строительный материал в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток взамен отмирающих.

Основные питательные вещества в том виде, в каком они находятся в пище, не могут использоваться организмом, а должны быть подвергнуты специальной обработке пищеварению.

Пищеварением называют процесс физической и химический обработки пищи и превращения ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровьюусваиваться организмом.

Физическая обработка заключается в измельчении пищи, ее протирании, растворении.

Химические изменения представляют собой сложные реакции, происходящие в различных отделах пищеварительной системы, где под влиянием ферментов, содержащихся в секретах пищеварительных желез, происходит расщепление сложных нерастворимых органических соединений, содержащихся в пище, превращение их в растворимые и легко усваиваемые организмом вещества. Ферменты—это биологические катализаторы, вырабатываемые организмом и отличающиеся определенной специфичностью. Каждый фермент действует только на определенные химические соединения: одни расщепляют белки, другие—жиры, третьи—углеводы. В пищеварительном тракте в результате химической обработки белки расщепляются до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, углеводы (поли-сахариды) — до моносахаридов.

В каждом из отделов пищеварительной системы происходят специализированные операции по обработке пищи, связанные с наличием в каждом из них специфических ферментов.

Система органов пищеварения состоит из ротовой полости с дремя парами крупных слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки, в состав которой входит двенадцатиперстная кишка (в нее открываются протоки печени и поджелудочной железы, тощая и подвздошная кишки), и толстой кишки, состоящей из слепой, ободочной и прямой кишок. В ободочной кишке различают восходящую, нисходящую и сигмовидную кишки.

Пищеварение в ротовой полости. В ротовой полости начинается физическая и химическая обработка пищи, а также осуществляется ее апробирование. С помощью специальных рецепторов в слизистой оболочке ротовой полости и языка мы распознаем вкус пищи, от их функции зависит удовлетворение и неудовлетворение едой.

Специфической функцией ротовой полости является механическое измельчение пищи при ее пережевывании. Особый эффект физической обработки достигается наличием в ротовой полости костной основы, что отличает ее от других органов пищеварения, и языка. Язык—подвижный мышечный орган— имеет важнейшее значение не только в осуществлении речевой функции, но и в пищеварении. Передвижение .

пищи с помощью языка — необходимый компонент жевания.

Измельчение пищи осуществляется зубами. По функции и форме различают резцы, клыки, малые и большие коренные зубы.

Наряду с измельчением пищи в ротовой полости происходит смачивание ее слюной и начальный гидролиз некоторых пищевых веществ.

В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные, поднижнечелюстнне и подъязычные. Кроме крупных есть мелкие слизистые слюнные железки. Они разбросаны почти по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка.

Слюна, содержащая 99% воды, смачивает измельченную пищу. В составе ее органических веществ содержатся ферменты, осуществляющие химическую обработку пищи. Основной из этих ферментов — амилаза — расщепляет сложные углеводы до мальтозы.

Расщепление углеводов не заканчивается в ротовой полости, но продолжается в желудке до тех пор, пока пищевой комок не пропитается желудочным соком, так, как ферменты, расщепляющие углеводы, действуют только в щелочной среде. В слюне содержится также слизистое органическое вещество муцин.

Он способствует тому, что обработанный в ротовой полости комок становится скользким и легко проходит по пищеводу—мышечной трубке, выстланной внутри слизистой оболочкой. Длина пищевода с возрастом увеличивается.

У новорожденных она составляет 10 см, у 5-летних детей— 16 см, у 15-летних— 19 см, у взрослых—25 см. Слюнные железы функционируют с момента рождения ребенка.

Пищеварение в желудке. Желудок имеет вид изогнутого мешка, вмещающего 1—2 л пищи. В желудке различают вход (кардиальная часть), дно (фундальная часть) и выход (пилорическая, или привратниковая, часть). Привратник открывается в двенадцатиперстную кишку.

Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкой, образующей много складок. В толще слизистой оболочки находятся железы, трубчатые по форме. Железы вырабатывают желудочный сок. Различают три типа клеток желудочных желез: главные вырабатывают ферменты желудочного сока, обкладочные—соляную кислоту, добавочные—слизь.

Желудочный сок человека — бесцветная жидкость кислой реакции, с большим содержанием соляной кислоты (0,5%) и слизи. Слизь, вырабатываемая клетками слизистой оболочки желудка, предохраняет ее от механических и химических повреждений. Соляная кислота обладает способностью губительно действовать на бактерии, выполняя тем самым защитную функцию.

Под влиянием соляной кислоты активизируется основной фермент желудочного сока пепсин, расщепляющий белки до альбумоз и пептонов. Желудочный сок содержит также фермент, расщепляющий жиры — липазу. В желудке распадаются на глицерин и жирные кислоты только жиры, находящиеся в состоянии эмульсии (жиры молока).

В желудочном соке детей, особенно в период вскармливания их молоком, содержится сычужный, фермент—химозин, вызывающий свёртывание молока.

Отделение желудочного сока начинается рефлекторно, уже тогда, когда пища попадает в полость рта. Оно может возникнуть и условнорефлекторно. Обычно акт еды начинается с вида и запаха пищи. И. П.

Павлов назвал желудочный сок, который начинает выделяться до поступления пищи, аппетитным или запальным.

Он подготавливает желудок к перевариванию пищи и является важным условием, облегчающим этот процесс.

Под влиянием различных воздействий отделение желудочного сока может тормозиться. Вид несвежей пищи, неприятный запах ее, неряшливая обстановка, чтение во время еды приводят к торможению желудочной секреции, при этом снижается пищеварительное действие соков и пища усваивается хуже.

Когда пища поступает в желудок, на нее продолжает рефлекторно вырабатываться желудочный сок за счет механического раздражения слизистой оболочки желудка.

Важная роль здесь также принадлежит химическим веществам, циркулирующим в крови при пищеварении и гуморальным путем возбуждающим желудочную секрецию.

Особенно активны в этом отношении вещества, содержащиеся в мясном бульоне, капустном отваре, отварах рыбы, грибов, овощей.

Кроме того, под влиянием соляной кислоты или продуктов переваривания в слизистой оболочке желудка образуется особый гормон—гастрин, который всасывается в кровь и усиливает секрецию желудочных желез.

От характера пищи зависит время переваривания ее в желудке. Так, у детей грудного возраста при правильном грудном вскармливании желудок освобождается от пищи через 2,5—3 ч, при питании коровьим молоком—через 3—4 ч. Пища, содержащая значительные количества белков и жиров, задерживается в желудке 4,5—6,5 ч.

Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении. Частично переварившееся содержимое желудка в виде пищевой кашицы, пропитанной кислым желудочным соком, перемещается движениями мускулатуры желудка к его пилорическому отделу, а оттуда порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника—двенадцатиперстную кишку.

Здесь пищевая масса обрабатывается соком двух основных пищеварительных желез—печени и поджелудочной железы, и соком мелких кишечных желез.

Под влиянием содержащихся в них ферментов происходит наиболее интенсивная химическая переработка белков, жиров и углеводов, которые, подвергаясь дальнейшему расщеплению, доводятся в двенадцатиперстной кишке до такого состояния, что могут всасываться и усваиваться организмом.

Сок, выделяемый поджелудочной железой,— бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции.

В нем есть фермент трипсин, расщепляющий белковые вещества до аминокислот; трипсин вырабатывается в неактивной форме клетками железы и активируется ферментом кишечного сока; содержащийся в соке фермент липаза активируется желчью, поступающей из печени и желчного пузыря, и, действуя на жиры, превращает их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза превращают сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока продолжается 6—14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи.

Источник: https://studwood.ru/1806542/meditsina/znachenie_pischevareniya_obschiy_plan_stroeniya_pischevaritelnoy_sistemy

Характеристика пищеварительной системы. Общий план строения органов пищеварения. Достижения школы И.П.Павлова в области физиологии пищеварения

Благодаря наличию пищеварительной системы происходит сложный физиологический процесс, в ходе которого пища, поступающая в организм, подвергается физическим и химическим изменениям и всасывается в кровь. Данный процесс называется пищеварением. Систему органов пищеварения образуют ротовая полость, пищевод, желудок, кишечник, пищеварительные железы.

Вротовой полости происходит первичная обработка пищи, которая состоит в её механическом измельчении с помощью языка и зубов и превращении в пищевой комок. Слюнные железы выделяют слюну, ферменты которой начинают расщепление содержащихся в пище углеводов. Затем через глотку и пищевод пища попадает в желудок, где под действием желудочного сока переваривается.

Желудок представляет собой толстостенный мышечный мешок, находящийся под диафрагмой в левой половине брюшной полости. Путём сокращения стенок желудка его содержимое смешивается.

Множество желёз, сосредоточенных в слизистой стенке желудка, выделяют желудочный сок, содержащий ферменты и соляную кислоту.

После этого частично переваренная пища попадает в передний отдел тонкого кишечника – двенадцатиперстную кишку.

Тонкий кишечник состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок. Вдвенадцатиперстной кишке пища подвергается действию поджелудочного сока, желчи, а также соков желез, находящихся в её стенке. В тощей и подвздошной кишках происходит окончательное переваривание пищи и всасывание питательных веществ в кровь.

Непереваренные остатки поступают втолстую кишку. Здесь они накапливаются и подлежат удалению из организма. Начальная часть толстой кишки называется слепой. От неё отходит червеобразный отросток – аппендикс.

К пищеварительным железам относятся слюнные железы, микроскопические железы желудка и кишечника, поджелудочная железа и печень. Печень – самая крупная железа человеческого организма.

Она располагается справа под диафрагмой. В печени вырабатывается желчь, которая по протокам поступает в желчный пузырь, где накапливается и по мере надобности поступает в кишечник.

Печень задерживает ядовитые вещества и защищает организм от отравления.

К пищеварительным железам, выделяющим соки и превращающим сложные питательные вещества в более простые и растворимые в воде, относится и поджелудочная железа. Она находится между желудком и двенадцатиперстной кишкой. Сок поджелудочной железы содержит ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы. В сутки выделяется 1–1,5 литра сока поджелудочной железы.

Основы физиологии пищеварения по существу созданы И.П. Павловым, его учениками и последователями. И.П. Павлов предложил и разработал новые принципы и методы изучения данного процесса.

До Павлова функции органов пищеварения изучались главным образом в острых опытах, которые в той или иной степени связаны с повреждением организма и его физиологических систем.

Благодаря Павлову удалось осуществить исследование процессов пищеварения в хроническом опыте, при нормальных условиях существования организма и работы его органов. Основным приемом таких исследований стала так называемая фистульная методика получения пищеварительных соков.

Она заключается в том, что операционным путем создается сообщение полости желудка, кишечника или протоков пищеварительных желез с окружающей средой.

Благодаря этому можно наблюдать за функцией оперируемого органа, например, собирать чистые пищеварительные соки без примеси пищи, определять их количество, химический состав, закономерности отделения во время пищеварения и их действие на питательные вещества. При этом в оперируемом органе сохраняется нормальное кровообращение и иннервация, а опыты проводят, когда животное полностью пришло в норму после операции.

Система органов пищеварения играет важную роль в поддержании гомеостаза. Она обеспечивает поступление в кровь питательных веществ в том виде, в каком они могут быть использованы клетками организма.

Источник: https://students-library.com/library/read/33859-harakteristika-pisevaritelnoj-sistemy-obsij-plan-stroenia-organov-pisevarenia-dostizenia-skoly-ippavlova-v-oblasti-fiziologii-pisevarenia

Пищеварительная система — строение, органы и процесс пищеварения (биология, 8 класс)

Автор Nat WorldВремя чтения 4 мин.Просмотры 689Опубликовано 2021-02-19Обновлено 2021-02-19

Пищеварительная система человека включает в себя желудочно-кишечный тракт и другие вспомогательные органы, такие как печень, кишечник, железы, рот, желудок, желчный пузырь. Выделяют шесть основных функций процесса пищеварения: глотание, моторика, секреция, переваривание, всасывание и выведение. Пища, которую вы едите, дает вам не только необходимую энергию и питательные вещества для организма, но и используется для роста и восстановления клеток тела.

Процесс пищеварения

От рта к толстому кишечнику и анусу, процесс пищеварения человека можно разделить на следующие этапы:

• глотание
• моторика
• секреция
• переваривание
• всасывание
• выведение

Весь процесс стартует в ротовой полости, где слюна из слюнных желез смешивается с пищей и начинает расщеплять ее. Из полости рта пища поступает в полый трубкообразный орган — пищевод. Из пищевода пища поступает в желудок, где расщепляется с помощью кислот и мощных ферментов, выделяемых желудком.

Эта полупереваренная пища затем попадает в тонкий кишечник, где секреты печени, желчного пузыря и поджелудочной железы воздействуют на частицы. Тонкая кишка делится на три отдела, которые называются двенадцатиперстной кишкой, тощей кишкой и подвздошной кишкой. Большая часть пищеварения происходит в тонком кишечнике, где также осуществляется всасывание. Как только большая часть поглощения воды и питательных веществ завершается в тонком кишечнике, оставшиеся отходы перемещаются в толстый кишечник. Толстая кишка делится на аппендикс, слепую кишку, ободочная кишку и прямую кишку. Фекалии из толстой кишки выходят через задний проход.

Строение пищеварительной системы и функции органов

Схема желудочно-кишечного тракта человека / Wikimedia Commons

Ниже мы рассмотрим основные органы системы пищеварения и как они работают:

Рот

Рот — это переднее отверстие пищеварительного тракта, которое переходит в ротовую полость, где находятся зубы, язык и слюнные железы. Здесь происходит механическое измельчение, начальное расщепление ферментами и глотание пищи. У человека всего 32 постоянных зуба. Есть четыре различных типа зубов: резцы, клыки, премоляры и моляры. Они помогают пережевывать пищу.

Слюнные железы

Экзокринные железы, вырабатывающие слюну в полости рта. Они выделяют фермент амилазу, который помогает в расщеплении крахмала на мальтозу. Есть три типа слюнных желез, а именно:

1. Околоушная железа
2. Подчелюстная железа
3. Подъязычная железа

Глотка

Конусообразный проход, ведущий от ротовой и носовой полостей в голове к пищеводу и гортани. Камера глотки выполняет дыхательную и пищеварительную функции. Толстые волокна мышечной и соединительной ткани прикрепляют глотку к основанию черепа и окружающим его структурам. В стенках глотки встречаются как круговые, так и продольные мышцы; круговые мышцы образуют сужения, которые помогают проталкивать пищу в пищевод и предотвращают проглатывание воздуха, а продольные волокна приподнимают стенки глотки во время глотания.

Пищевод

Пищевод — полая трубка, соединяющая глотку с желудком. Пищевод находится между трахеей и позвоночником. Он опускается вниз по шее, проходит через диафрагму слева от средней линии и соединяется крдиальной (верхней) частью желудка. У взрослого человека длина пищевода составляет около 25 сантиметров. Когда человек глотает, мышечные стенки пищевода сокращаются, чтобы протолкнуть пищу вниз в желудок. Железы слизистой оболочки пищевода вырабатывают слизь, которая поддерживает его влажность и облегчает глотание.

Желудок

Пищевод ведет к мешковидному органу, называемому желудком. Это полый мускулистый орган объемом примерно 1 литр. Желудок вмещает пищу, а также измельчает и смешивает ее. Он выделяет сильные кислоты и мощные ферменты, которые помогают в процессе расщепления пищи. Пища обычно приобретает жидкую или пастообразную консистенцию, прежде чем покинуть желудок.

Тонкая кишка

Тонкая кишка представляет собой длинную трубку, которая свободно сворачивается в области живота. Здесь ферменты поджелудочной железы и печени еще больше расщепляют пищу. Три отдела тонкой кишки включают: двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку. Сокращения тонкой кишки способствуют перемещению пищи, а также ее расщеплению после смешивания с пищеварительными секретами. Отделы тощей кишки и подвздошной кишки отвечают за всасывание питательные вещества в кровь через свои ворсинки.

Поджелудочная железа, печень и желчный пузырь

Эти органы также играют важную роль в работе пищеварительной системы человека. Поджелудочная железа выделяет ферменты, которые помогают в расщеплении белков, жиров и углеводов. Печень выделяет желчь, очищает кровь, поступающую из тонкого кишечника. Желчный пузырь хранит желчь, которую производит печень. Он выделяет желчь в тонкий кишечник, чтобы помочь процессу пищеварения.

Толстая кишка

Толстый кишечник — это длинная мышечная трубка, которая состоит из разных отделов: слепой, ободочной и прямой кишки. Отходы, которые остаются после переваривания пищи, попадают в прямую кишку через перистальтические движения толстой кишки, а затем выводятся из организма через анальное отверстие.

Мне нравится1Не нравится

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

Профилактика заболеваний органов пищеварения | Поликлиника ИВТЭ УрО РАН

 

ПРОФИЛАКТИКА РАЗВИТИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ

В настоящее время, несмотря на очевидные успехи в лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, в основном благодаря внедрению современных фармакологических средств, сохраняется тенденция к росту функциональной и органической патологии органов пищеварения. По данным литературы распространенность кислотозависимых заболеваний, вирусных гепатитов, поражений органов пищеварения на фоне хронической алкогольной интоксикации и ожирения, а также онкологических заболеваний во всем мире среди взрослого населения за последние годы, особенно в больших городах и промышленных центрах значительно выросла.

В мировой практике известны примеры, доказывающие успехи вторичной профилактики (то есть при уже имеющейся патологии удалось уменьшить количество повторных событий или осложнений данной патологии). Например, в конце ХХ века в странах Бенилюкса удалось в значительной степени снизить инфицированность населения Helikobakter pilori, что привело к резкому снижению заболеваемости раком желудка. На Тайване, где заболеваемость гепатоцеллюлярной карциномой из-за чрезвычайно высокой инфицированности вирусом гепатита В достигла ужасающих цифр, вакцинация детей привела к снижению частоты рака печени до европейских показателей.

Вторичная профилактика – это не миф, а ранняя диагностика заболеваний при своевременном обращении или профосмотре, выполнении всего комплекса лечебных мероприятий, составленного врачом-специалистом.

 Существует ли первичная – базисная (у здоровых лиц, предупреждающая развитие заболевания) профилактика патологии органов пищеварения? Это легко понять, вспомнив основные сведения об анатомо-физиологических особенностях пищеварительной системы.

Пищеварение – сложный комплекс ферментативных и физико-химических процессов усвоения пищи, благодаря которым пищевые вещества, поступившие в ротовую полость и желудочно-кишечный тракт, расщепляются до простых водорастворимых соединений, всасываются в кровь и переносятся в клетки и ткани.

Переработка пищи начинается уже в ротовой полости. Пищевые вещества раздражают (вкусовые, тактильные, температурные) рецепторы языка, импульсы от которых доходят до пищевого центра, расположенного на различных уровнях головного мозга, возбуждение которых рефлекторно активирует секрецию слюнных, желудочных и поджелудочной желез. Слюна выполняет разнообразные функции: она увлажняет и пропитывает сухую пищу, создает благоприятные условия для скольжения пищи по пищеводу, обладает бактерицидными свойствами, содержит ферменты, принимающие участие в переваривании углеводов и расщеплении белков у человека, также обеспечивает во время речи увлажнение слизистой оболочки ротовой полости. Жевательные движения увеличивают воздействие слюны и способствуют быстрейшему формированию пищевого комка, готового к проглатыванию.

Быстрое заглатывание плохо пережеванной пищи отрицательно сказывается на ее обработке и усвояемости и может быть одной из причин заболеваний желудочно-кишечного тракта.

При поступлении пищи в пищевод происходит волнообразное сокращение его мышц, проталкивающее пищевой комок в желудок. Вне приема пищи вход в желудок со стороны пищевода закрыт натянутыми мышечными волокнами (нижний пищеводный сфинктер), но когда пища проходит по пищеводу и растягивает его, вход в желудок рефлекторно открывается. В нормальных условиях после попадания пищи в желудок вход его сразу закрывается, и поэтому содержимое желудка не может попасть обратно в пищевод. Однако при некоторых заболеваниях, получивших широкое распространение в современных условиях, вход в желудок в период переваривания пищи может периодически открываться, и в таких случаях кислое содержимое желудка забрасывается обратно в пищевод (явление, называемое рефлюксом), вызывая различные заболевания пищевода, глотки и даже дыхательных путей , т.к. рефлюктант может достигать трахеи и бронхов. Клиническими проявлениями данного состояния могут быть отрыжка кислым, изжога, горечь, неприятный привкус во рту, осиплость голова, длительный непродуктивный кашель.

Итак, чрезмерное употребление современным человеком рафинированной, жирной, обильной пищи, а также алкоголя и крепких кофе и чая ухудшает работу нижнепищеводного сфинктера, к этому же приводит и привычка питания лежа или за низким столиком, такое же явление бывает при неврозах.

Желудок взрослого человека расположен непосредственно под диафрагмой, максимальный объем полости здорового желудка – около 3л., при пустом желудке он сокращается до 50 мл. Желудочный сок является вторым реактивом после слюны, изливающимся на пищевую массу, основным компонентом которого является соляная кислота. Она выполняет многочисленные функции: кислая реакция желудочного сока вызывает набухание белков, способствует створаживанию молока, обладает способностью уничтожать болезнетворные микробы, попавшие в желудок. С помощью ферментов пепсина и гастриксина, также содержащихся в желудочном соке, происходит расщепление белков на более простые соединения. Клетки желудка также вырабатывают особую слизь (муцин), выполняющую защитную роль, из нее формируется двухслойный барьер, выстилающий внутреннюю поверхность желудка. тормозящий действие пепсина и нейтрализующий соляную кислоту, защищая слизистую желудка от самопереваривания, а также механических и химических повреждений.   Естественными возбудителями деятельности желудочных желез являются пищевые вещества. Секреция желудочных желез хорошо приспособлена к количеству и консистенции пищевых веществ. По мере увеличения объема поступающей в желудок пищи происходит усиление желудочной секреции. Однако это наблюдается только до определенного предела , за которым дальнейшее увеличение пищи уже не влияет на количество сока, так как достигнута максимальная секреторная способность желудка. В таких случаях пища задерживается в желудке, часть ее, не успевшая перевариться, начинает разлагаться.  У человека при регулярном приеме пищи вырабатывается устойчивый стереотип секреторной реакции.

Вследствие чего резкое изменение пищевого режима, беспорядочный прием пищи, переедание, еда наспех, голодание, злоупотребление алкоголем, никотином, лекарственными веществами приводят к развитию патологических состояний желудка, сначала функциональных (в виде чрезмерного увеличения или уменьшения секреции и изменения ее состава), а затем органических, проявляющихся развитием гастрита, эрозивных и язвенных поражений слизистой.

Время нахождения пищи в желудке имеет большое значение для последующего всасывания пищевых веществ в тонкой кишке, поскольку желудок является своего рода резервуаром, в котором пищевая кашица разводится до необходимой консистенции. Желудок ограждает тонкую кишку от чрезмерного потока веществ, которые могут нарушить ее нормальную деятельность и изменить состав крови. Кроме того, желудок регулирует поступление воды в тонкую кишку, предупреждая разжижение крови из-за чрезмерно быстрого всасывания воды в кишечнике. Благодаря перистальтическому сокращению мышц желудка происходит механическая обработка и смещение поверхностных слоев размельченного и химически обработанного содержимого желудка к входу в двенадцатиперстную кишку. Пища покидает желудок через 3,5 – 4,5 часа, так что при 3 – 4 разовом питании желудок человека к моменту очередного приема пищи бывает почти или совершенно пуст. После выхода из желудка пищевая кашица подвергается действию ферментов сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока, вырабатываемого железами двенадцати перстной  и тонкой кишки. Пищеварительный сок поджелудочной железы богат ферментами, обеспечивающими переваривание белков, жиров и углеводов. Ферментный состав панкреатического сока «художественно гармонирует» (по выражению И.П. Павлова) с количеством и качеством пищевых веществ, поступающих в тонкую кишку. На секреторную деятельность поджелудочной железы влияют гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и кора больших полушарий. Так, у человека, находящегося в возбужденном состоянии, наблюдается снижение ферментативной активности поджелудочного сока, а в состоянии покоя – ее повышение.

При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, хронических стрессовых состояниях, при перегрузке пищевого рациона жирами, либо недостаточном содержании белка в пищевом рационе «художественная гармония» исчезает: нарушается способность поджелудочной железы выделять сок соответственно пищевым веществам, поступающим в тонкую кишку.

Печень занимает совершенно особое положение среди всех органов пищеварения. К ней по воротной вене притекает вся кровь, идущая от желудка, селезенки, поджелудочной железы, тонкого и толстого отделов кишечника. Таким образом, все вещества переработки продуктов пищеварения поступают в печень – главную химическую лабораторию человека, где они подвергаются еще более сложной обработке, а затем по печеночной вене переходят в нижнюю полую вену. В печени происходит обезвреживание ядовитых продуктов распада белка и многих лекарственны соединений, а также продуктов жизнедеятельности микробов, обитающих в толстой кишке. Продукт секреторной деятельности печени – желчь – принимает активное участие в процессе пищеварения – эмульгирует жиры, усиливает действие ферментов поджелудочной железы. Желчь играет  важную роль в процессе всасывания каротина, витаминов D, E, K и аминокислот, повышает тонус и усиливает перистальтику кишечника, оказывает угнетающее действие на кишечную микробную флору. Печень участвует практически во всех видах обмена веществ: белковом, жировом, углеводном, пигментном, водном. В печени образуются холестерин и некоторые гормоны, синтезируются фосфолипиды, включающиеся в состав нервных волокон и нейронов. Печень является главным местом образования гликогена и местом накопления ого запасов, таким образом регулируя, совместно с поджелудочной железой концентрацию глюкозы в крови. Хроническое употребление алкоголя, бесконтрольный прием лекарственных препаратов оказывает прямое токсическое действие на клетки печени, а также метаболические, гормональные, иммунологические, воспалительные повреждения в поджелудочной железе и кишечнике.

Таким образом, полезных для печени доз алкоголя не существует, хотя по некоторым исследованиям, регулярное употребление малых, не токсичных доз этанола (до 15г/сут. для мужчин и до 10 г/сут. для женщин) защищает от развития сердечно-сосудистых заболеваний, особенно в пожилом возрасте.

В тонком кишечнике пищевая кашица перерабатывается под влиянием панкреатического сока и желчи, пропитывающих ее в двенадцатиперстной кишке, а также под влиянием многочисленных ферментов, продуцируемых железами тонкой кишки. Процесс всасывания происходит на очень большой поверхности, так как слизистая оболочка тонкой кишки образует множество складок, она густо усеяна ворсинками – своеобразными пальцевыми выпячиваниями, что увеличивает всасывательную способность в сотни раз. В толстой кишке заканчивается всасывание воды и происходит формирование каловых масс. Сок толстой кишки характеризуется наличием слизи, в плотной его части содержатся некоторые ферменты. Толстая кишка является местом обильного размножения микроорганизмов, создающих иммунологический барьер по отношению к болезнетворным микроорганизмам. Кишечная флора участвует в конечном разложении компонентов пищеварительных соков и остатков непереваренной пищи, синтезирует ферменты, витамины. Освобождение кишечника от каловых масс обеспечивается активной перистальтикой, которая возникает при раздражении каловыми массами кишечных стенок. При слабой перистальтике пищевые остатки длительно задерживаются в кишках, что может привести к развитию заболеваний органов пищеварения (дисфункции желчного пузыря, развитию геморроя т.д.). Кроме того, слишком длительное нахождение каловых масс в толстой кишке (т.е. хронический запор) нарушает кишечный «барьер», и стенки  кишечника начинают пропускать в кровь не только воду с мелкими молекулами питательных веществ, но и вредные для организма крупные молекулы продуктов гниения и брожения – происходит самоотравление организма. Неправильное питание в сочетании с малоподвижным образом жизни часто приводит к запорам.

В рационе должны содержаться в достаточном количестве продукты, богатые растительной клетчаткой, полезно добавить в рацион прохладные напитки утром натощак, избавляться от вредной привычки подавлять позыв к дефекации (в связи с условиями служебной деятельности) либо самостоятельно применять длительно слабительные или очистительные клизмы.

Все вышеизложенное позволяет коротко обозначить основные принципы первичной профилактики:

— Сбалансированный рацион питания,

— Отказ от курения,

— Отказ от бесконтрольного употребления лекарственных средств,

— Отказ от концентрированного алкоголя,

— Достаточная двигательная активность,

— Своевременное обращение к врачу-специалисту для дообследования и разработки индивидуальной схемы лечения, программы вторичной профилактики при функциональной или обострении хронической органической патологии органов пищеварения. 

Будьте здоровы!

Статью подготовил врач-терапевт высшей категории Рябинина Алла Валентиновна

Список использованной литературы:

1. Васильева З.А., Любинская С.М., рецензент профессор Левин С.Л. Резервы здоровья. – Москва «Медицина» 1984г.-320с.;
2. РМЖ Гастроэнтерология № 20, 2013г. – независимое издание для практикующих врачей;
3. Материалы симпозиума «Хронический гастрит. Лечение банального заболевания или путь канцеропревенции?» председатели: Ивашкин В.Т., Аруин Л.И. 2008г.;
4. Лопаткина Т.Н. Алкогольная болезнь печени: пособие для врачей – Москва, 2012г. -44с.

 

Биологи выяснили, что эволюция бактерий в пищеварительном тракте человека и человекообразных обезьян идет параллельно

Новое исследование, в процессе которого были изучены сообщества микробов — микробиомы — в кишечнике человека, шимпанзе (наших ближайших предков), бонобо (так называемых карликовых шимпанзе) и горилл, выявило, что микробиомы формируют биологический вид вместе с их организмом-носителем. Таким образом, ученые смогли проследить родословную наших бактерий, которая уходит корнями к нашим общим предкам, жившим 15 млн лет назад.

Биологи выяснили, что эволюция бактерий в пищеварительном тракте человека и человекообразных обезьян идет параллельно. Подробнее об исследовании можно узнать в журнале Science.

В результате последних лет изучения бактерий нашей пищеварительной системы, которые то и дело страдают от приема антибиотиков, стресса и несбалансированной диеты, ученые обнаружили, что большое количество бактерий в кишечнике живет с нами уже на протяжении 15 млн лет — времен, когда по Земле еще бродили наши общие предки со всеми понгидами (включающими человекообразных обезьян, а также других представителей рода Homo, ныне вымерших).

Исследование также показало, что микробы в нашем кишечнике определяются не только внешними факторами, такими как диеты, медицина и география, но и историей нашей эволюции.

С помощью реконструкции «группового портрета» обитателей кишечника наших предков можно не только узнать, чем они питались, но и проследить их родство и миграцию: так, сравнение ДНК жителей Юго-Восточной Африки и США показало, что ветви бактерий разошлись 1,7 млн лет назад — время одного из первых исходов людей из Африки.

Бактерии, которых мы потеряли

Ученые из Университета Беркли и Техасского университета изучили ДНК микробов, содержащихся в 87 образцах фекалий приматов различных видов. Видовую принадлежность бактерий определяли с помощью очень консервативного (то есть важного и поэтому медленно мутирующего и изменяющегося) участка их генома, где записан ген одной из половинок — субъединиц ДНК-гиразы. Этот белок у бактерии занят разрезанием и распутыванием ее кольцевой ДНК, которая закручивается при каждом удвоении. Понятно, что работа такой «машинки» для резки и распутывания самого ценного для клетки материала должна быть точной, как скальпель хирурга. Поэтому эксперименты с такими важными белками эволюция ставит редко, пользуясь правилом «лучшее — враг хорошего». Это и делает последовательность, где такой белок закодирован, удобной моделью измерения больших отрезков времени с помощью молекулярных часов — оценки времени по количеству мутаций (чем более давно разошлись виды, тем больше отличий можно у них отыскать), на основе чего можно построить родословную изучаемых организмов. Также удобной альтернативой «отпечатков пальцев» для идентификации определенного штамма или вида.

Для изучения микробиоты у человека или животного в кишечнике многие ученые выявляют конкретные имеющиеся микробы, основываясь на определенном участке ДНК, где кодируется субъединица 16S рибосомных рибонуклеиновых кислот (рРНК), составляющих рибосому — важную структуру живой клетки, которая занимается сборкой белковых молекул.

Но эти последовательности изменялись слишком медленно в масштабе времени существования нашего вида и ближайших предковых видов, поэтому ученые остановили свой выбор на гиразе.

Оказалось, что два семейства бактерий, Bacteroidaceae и Bifidobacteriaceae (известные всем из рекламы йогуртов бифидобактерии), присутствовали в образцах и человекообразных обезьян, и людей, а вот представители семейства Lachnospiraceae были утрачены человеком в процессе эволюции.

Мы — это наши микробиомы

Микробиом — это микробы, которые живут у нас в коже, в отверстиях в наших телах и нашем кишечнике. Значение микробиоты для людей стало очевидно за прошедшее десятилетие, когда ученые сравнивали популяции микробов у здоровых и больных людей, у новорожденных и взрослых, а также у людей разных этнических групп по всему миру. В нашем теле микробных клеток больше, чем наших собственных. Теперь стало известно, что они передаются от матери к ребенку во время рождения и беспрерывно подвергаются изменениям из-за условий жизни, типа диеты, лекарств и даже из-за домашнего питомца. Ученые также предполагают, что эти бактерии могут влиять на наше настроение и поведение.

«Бактерии в кишечнике действительно связаны с нашей биологией, — утверждает ведущий автор исследования Эндрю Моллер из Музея зоологии позвоночных Университета Беркли. — Благодаря данному исследованию, у нас появилась общая схема, чтобы изучить, как все это началось».

Ожирение, рак, некоторые заболевания воспалительной природы, такие как болезнь Крона и диабет, часто связывают с микроскопическими обитателями нашего пищеварительного тракта, с нарушением соотношения «дружелюбных» и «враждебных» человеку штаммов.

«Исследование показывает, что бактерии в нашем желудке и кишечнике являются прямыми потомками тех, что жили в наших общих с обезьянами предках, — рассказывает Эндрю Моллер. — Это означает, что мы кроме своих генов передаем потомкам и «бактериальное наследство», доставшееся нам от африканских приматов. А то, что мы утратили его часть, может быть одной из причин наших нынешних болезней».

«Теперь у нас есть образцы от всех основных групп млекопитающих, и наш следующий шаг — проследить эволюцию микробиоты с той эпохи, когда мы были крошечными плотоядными созданиями сто миллионов лет назад», — заявляет Эндрю Моллер.

Полипы желудочно-кишечного тракта

За последнее время во всём мире, в том числе и в Беларуси наблюдается увеличение количества пациентов с полипами желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Это связано с одной стороны с некоторым абсолютным ростом данной патологии у взрослых и детей, с другой стороны с бурным развитием эндоскопии, являющейся основным достоверным методом диагностики данного заболевания. Полипы занимают значительное место среди различных заболеваний желудочно-кишечного тракта и в большом проценте случаев подвергаются малигнизации. Отсутствие достоверных клинических критериев, характерных только для полипов желудочно-кишечного тракта, ставит в затруднительное положение практических врачей при постановке диагноза и проведении дифференциальной диагностики, а также лечебной тактике, выборе метода и объема оперативного вмешательства, в зависимости от локализации, распространенности и морфологического строения полипов.

Что такое полипы ЖКТ?

Полип — любое образование на слизистой оболочке, выступающее в просвет полого органа и связанное с его стенкой ножкой или широким основанием. Частота локализации полипов в различных отделах желудочно-кишечного тракта неодинакова, наиболее часто они локализуются в желудке, затем в прямой и ободочной кишках, реже в пищеводе, двенадцатиперстной и тонкой кишках.

Пищевод:

Доброкачественные опухоли пищевода встречаются редко, несколько чаще у мужчин и лиц среднего возраста. По отношению к раку пищевода они составляют 6,2%. Чаще развиваются в местах естественных сужений и в нижней трети пищевода.

Какими бывают доброкачественные опухоли пищевода?

Различают два типа доброкачественных опухолей — эпителиальные (полипы, аденомы, эпителиальные кисты) и неэпителиальные (лейомиомы, фибромы, невриномы, гемангиомы и др.), которые встречаются значительно чаще. Полипы и аденомы могут локализоваться на любом уровне пищевода, однако чаще они располагаются в проксимальном конце или в брюшном его отделе. Эти опухоли могут иметь широкое основание или длинную ножку. В последнем случае они иногда ущемляются в области кардии или выпадают из пищевода в глотку, вызывая соответствующую симптоматику. Это обычно четко ограниченные красноватые, иногда дольчатые опухоли. При поверхностном расположении сосудов они легко кровоточат при дотрагивании. Эти образования не надо путать с более часто встречающимися папилломатозными разрастаниями на слизистой оболочке пищевода, возникающими у пожилых людей вследствие хронических воспалительных изменений. Такие папилломы не достигают больших размеров.

Желудок:

В желудке встречаются эпителиальные и неэпителиальные доброкачественные опухоли. Эпителиальные доброкачественные опухоли (полипы и полипоз). Полипы желудка составляют 5-10% всех опухолей желудка, чаще бывают у людей в возрасте 40-50 лет. Мужчины болеют в 2-4 раза чаще, чем женщины. Вопрос о возможности перехода полипа желудка в рак подтверждается многочисленными наблюдениями клиницистов и патологоанатомов. Чаще злокачественное превращение (малигнизация) полипа начинается с основания. Широкое основание, хрящевая консистенция, наличие изъязвления в центре пли у основания — характерные макроскопические признаки малигнизации полипа. Полипы желудка локализуются (примерно в 80%) главным образом в антральном отделе, но могут развиваться и в других отделах. В области кардии полипы встречаются чрезвычайно редко. Размер и внешний вид полипов разнообразны, но наиболее часто они представляются в виде гриба, папилломы или цветной капусты. Необходимо различать полип на ножке и широком основании, последняя форма должна настораживать в смысле озлокачествления, особенно если полип достиг значительной величины. Полипы могут быть одиночными и множественными. Если несколько полипов формируются в пределах одного сегмента органа – множественные полипы, если в двух и более сегментах – полипоз.

12-перстная кишка:

Доброкачественные опухоли двенадцатиперстной кишки наблюдаются исключительно редко. Чаще всего наблюдаются полипы, затем лейомиомы, очень редко — невриномы , а также липомы, фибромы, лимфангиомы и гемангиомы.

Толстая кишка:

Доброкачественные опухоли толстой кишки могут происходить из любой неэпителиальной и эпителиальной ткани, составляющей кишечную стенку. Эпителиальные опухоли происходят из железистого эпителия, имеют вид отдельных или множественных полипов, занимающих иногда значительные участки толстой кишки. Одиночные полипы встречаются в 3 раза чаще, чем множественные. Ворсинчатая опухоль, представляя собой, множественные папиллярные разрастания слизистой оболочки, она может выглядеть то, как отдельный опухолевый узел, то выстилать стенку кишки на довольно обширном протяжении. С различной частотой (от 10 до 60% по различным статистикам) ворсинчатая опухоль дает начало злокачественному росту, ввиду чего имеет большое практическое значение, знание ее клинических особенностей.

Причины образования полипов

До сих пор нет общепризнанной теории этиологии возникновения полипов и полипоза. Существует несколько теорий возникновения полипов:

1. Воспалительная теория;
2. Теория эмбриональной эктопии;
3. Дисрегенераторная теория;

Однако единого мнения учёных на природу этого заболевания нет.

Клинические проявления полипов ЖКТ

Отсутствие достоверных клинических критериев, характерных только для полипов желудочно-кишечного тракта, ставит в затруднительное положение практических врачей при постановке диагноза и проведении дифференциальной диагностики, а также лечебной тактике, выборе метода и объема оперативного вмешательства, в зависимости от локализации, распространенности и морфологического строения полипов. Однако определённые симптомы в зависимости от локализации, размеров и влияния на организм всё же имеются.

Пищевод:

Небольшие доброкачественные опухоли пищевода встречаются достаточно часто. Они не вызывают клинических проявлений и нередко неожиданно обнаруживаются при эндоскопическом исследовании. Заболевание проявляется при наступлении дисфагии. Доброкачественные опухоли редко вызывают обтюрацию пищевода. Дисфагия наблюдалась только у 50% больных. При больших опухолях, кроме дисфагии, больные испытывают ощущение инородного тела в пищеводе, позывы на рвоту и тошноту, иногда боли при еде. Бывает, что большие опухоли не вызывают каких-либо симптомов и случайно выявляются при рентгенологическом или эндоскопическом исследовании. В отличие от рака пищевода дисфагия при полипах не имеет тенденции к неуклонному и быстрому нарастанию и может оставаться без изменения в течение нескольких месяцев или даже лет. В анамнезе некоторых больных отмечаются периоды улучшения проходимости пищи вследствие уменьшения спазмов. Течение полипов зависит от морфологической структуры и темпов роста. При быстром росте полипа возможна быстрая малигнизация, особенно в молодом возрасте. Общее состояние больных с полипом пищевода не страдает. Иногда отмечается некоторое похудание в связи с нарушением питания и естественным в таких случаях беспокойством.

Желудок:

Возможно существование полипов без клинических симптомов, в подобных случаях они являются случайной находкой при рентгенологическом или эндоскопическом исследовании. Болевая симптоматика, часто наблюдающаяся при полипах желудка, в значительной степени обусловлена степенью выраженности воспалительных явлений, на фоне которых существует полип. В большинстве случаев боли локализуются в подложечной области, вначале имеют связь с приемом пищи, а затем приобретают не зависящий от приема пищи характер. Если полипы закрывают выход из желудка, то у больного появляется рвота. Полипы, имеющие длинную ножку, могут выпадать в двенадцатиперстную кишку и ущемляться в привратнике, вызывая приступы резких схваткообразных болей в подложечной области с иррадиацией по всему животу. Больные жалуются на горький вкус во рту, тошноту, отрыжку. Аппетит не страдает. В случае нерезкой выраженности этих симптомов больные могут годами не обращаться к врачу. При изъязвлении полипа наблюдаются умеренные желудочные кровотечения (положительная реакция па скрытую кровь в кале), а в более выраженных случаях выявляется кровь в рвотных массах, дегтеобразный характер стула. Могут наступить обычные для кровопотери признаки: слабость, бледность кожных покровов, вторичная гипохромная анемия. Малигнизация полипа наступает исподволь: отмечаются потеря аппетита, общая слабость, похудание, т.е. развиваются признаки, характерные для рака желудка. Следует отметить, что начало перехода полипа в рак не удается уловить ни клинически, ни рентгенологически. Поэтому больные, у которых выявлены полипы желудка, должны находиться под систематическим динамическим наблюдением врача-эндоскописта; при малейшем подозрении на злокачественное превращение полипа больного следует подвергнуть оперативному лечению.

Толстая кишка:

Клиническая картина находится в зависимости от количества, местоположения и морфологического строения полипов. При одиночных полипах в течение длительного времени может не быть никаких жалоб. При множественных полипах и полипозе бессимптомного течения не встречается. Полипоз проявляется болями по ходу толстой кишки, учащенным, часто болезненным стулом с примесью крови, слизи, гноя. При полипах, расположенных в дистальных отделах толстой кишки, нередко отмечаются тенезмы, а при сочетании с полипами прямой кишки — неприятные ощущения, боли, зуд в области заднего прохода. Если наличие одиночного полипа беспокоит больных мало, то при множественных полипозах болезнь сопровождается кровотечениями во время, и после дефекации, поносом, приводящим к обезвоживанию, интоксикации и малокровию.

Диагностика полипов ЖКТ.

Основной метод диагностики – эндоскопическое исследование, позволяющее определить локализацию, размеры, форму полипа, а также выполнить прицельную биопсию. Кроме того, эндоскопическое исследование позволяет решить вопросы дальнейшей тактики ведения больного.

Лечение полипов ЖКТ.

Основным методом лечения полипов ЖКТ является эндоскопическая полипэктомия (малоинвазивная операция, выполняемая без вскрытия полостей).

Способы полипэктомии:

1. Эксцизия;
2. Электроэксцизия;
3. Электрокоагуляция;
4. Фотокоагуляция;
5. Медикаментозная полипэктомия;
6. Сочетание нескольких способов;

Решение о способе полипэктомии принимается врачом-эндоскопистом в зависимости от локализации, формы, размеров полипа, результатов морфологического исследования, а также в соответствии с имеющимся оборудованием и квалификацией врача-эндоскописта.

Полипы размером менее 5 миллиметров подлежат динамическому эндоскопическому наблюдению 1 раз в 6 месяцев. Полипы размером более 4-х сантиметров при невозможности эндоскопического удаления подлежат хирургическому лечению.

Эндоскопическая полипэктомия выполняется в эндоскопических отделениях хирургических стационаров в рамках малоинвазивной хирургии одного дня.

После эндоскопической полипэктомии необходимы контрольные эндоскопические исследования через 1, 3, 6 и 12 месяцев и далее 1 раз в год пожизненно.

Зав. эндоскопическим отделением А.Э. Данович

 

Структура и функции пищеварительной системы: как это работает

Строение пищеварительной системы

Какие органы составляют пищеварительную систему?

Ваша пищеварительная система устроена уникальным образом, чтобы превращать пищу в питательные вещества и энергию, необходимые для выживания. И когда это будет сделано, оно аккуратно упаковывает ваши твердые отходы или стул для утилизации при дефекации.

Основными органами, составляющими пищеварительную систему (в порядке их функций), являются рот, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник, прямая кишка и задний проход. На этом пути им помогают поджелудочная железа, желчный пузырь и печень.

Вот как эти органы работают вместе в вашей пищеварительной системе.

Устье

Рот — начало пищеварительного тракта. Фактически, пищеварение начинается еще до того, как вы откусите. Ваши слюнные железы активизируются, когда вы видите и чувствуете запах макарон или теплого хлеба.После того, как вы начали есть, вы пережевываете пищу на кусочки, которые легче перевариваются. Ваша слюна смешивается с пищей, чтобы преобразовать ее в форму, которую ваше тело может усвоить и использовать. Когда вы глотаете, ваш язык передает пищу вам в горло и в пищевод.

Пищевод

Пищевод находится в горле рядом с трахеей (дыхательным горлом) и принимает пищу изо рта, когда вы глотаете. Надгортанник — это небольшой лоскут, который при глотании складывается над дыхательным горлом, чтобы вы не подавились (когда пища попадает в дыхательное горло).Серия сокращений мышц пищевода, называемая перистальтикой, доставляет пищу в желудок.

Но сначала кольцеобразная мышца в нижней части пищевода, называемая нижним сфинктером пищевода, должна расслабиться, чтобы впустить пищу. Затем сфинктер сжимается и предотвращает попадание содержимого желудка обратно в пищевод. (Когда этого не происходит и это содержимое течет обратно в пищевод, у вас может возникнуть кислотный рефлюкс или изжога.)

Желудок

Желудок — это полый орган или «контейнер», в котором содержится пища, смешанная с ферментами желудка.Эти ферменты продолжают процесс расщепления пищи до пригодной для употребления формы. Клетки слизистой оболочки желудка выделяют сильную кислоту и мощные ферменты, которые отвечают за процесс распада. Когда содержимое желудка достаточно обработано, оно попадает в тонкий кишечник.

Тонкая кишка

Состоящий из трех сегментов — двенадцатиперстной кишки, тощей кишки и подвздошной кишки — тонкий кишечник представляет собой мышечную трубку длиной 22 фута, которая расщепляет пищу с помощью ферментов, выделяемых поджелудочной железой и желчью из печени.Перистальтика также работает в этом органе, перемещая пищу и смешивая ее с пищеварительными соками поджелудочной железы и печени.

Двенадцатиперстная кишка — это первый сегмент тонкой кишки. Он в значительной степени отвечает за непрерывный процесс поломки. Тощая и подвздошная кишка, расположенные ниже в кишечнике, в основном отвечают за всасывание питательных веществ в кровоток.

Содержимое тонкой кишки вначале полутвердое и заканчивается в жидкой форме после прохождения через орган.Вода, желчь, ферменты и слизь способствуют изменению консистенции. После того, как питательные вещества были абсорбированы и оставшаяся жидкость прошла через тонкий кишечник, она переходит в толстую или толстую кишку.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа выделяет в двенадцатиперстную кишку пищеварительные ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы. Поджелудочная железа также производит инсулин, передавая его непосредственно в кровоток. Инсулин — это главный гормон вашего тела, отвечающий за метаболизм сахара.

Печень

Печень выполняет множество функций, но ее основная задача в пищеварительной системе — перерабатывать питательные вещества, всасываемые из тонкого кишечника. Желчь из печени, выделяемая в тонкий кишечник, также играет важную роль в переваривании жиров и некоторых витаминов.

Печень — это химическая «фабрика» организма. Он берет сырье, всасываемое кишечником, и производит все различные химические вещества, необходимые организму для функционирования.

Печень также выводит токсины из потенциально вредных химикатов.Он расщепляет и выделяет многие лекарства, которые могут быть токсичными для организма.

Желчный пузырь

Желчный пузырь накапливает и концентрирует желчь из печени, а затем выделяет ее в двенадцатиперстную кишку в тонком кишечнике, чтобы помочь абсорбировать и переваривать жиры.

Толстая кишка

Толстая кишка отвечает за переработку отходов, поэтому опорожнение кишечника осуществляется легко и удобно. Это мышечная трубка длиной 6 футов, которая соединяет тонкий кишечник с прямой кишкой.

Толстая кишка состоит из слепой кишки, восходящей (правой) ободочной кишки, поперечной (поперечной) ободочной кишки, нисходящей (левой) ободочной кишки и сигмовидной кишки, которая соединяется с прямой кишкой.

Стул или отходы, оставшиеся от процесса пищеварения, проходят через толстую кишку посредством перистальтики, сначала в жидком состоянии, а затем в твердой форме. Когда стул проходит через толстую кишку, вода удаляется. Стул сохраняется в сигмовидной (S-образной) ободочной кишке до тех пор, пока «массовое движение» не опустошит его в прямую кишку один или два раза в день.

Обычно стул проходит через толстую кишку примерно за 36 часов. Сам стул в основном состоит из остатков пищи и бактерий. Эти «хорошие» бактерии выполняют несколько полезных функций, таких как синтез различных витаминов, обработка отходов и пищевых частиц, а также защита от вредных бактерий. Когда нисходящая кишка наполняется стулом или фекалиями, она выводит свое содержимое в прямую кишку, чтобы начать процесс выведения (испражнение).

Прямая кишка

Прямая кишка представляет собой прямую 8-дюймовую камеру, которая соединяет толстую кишку с анусом.Работа прямой кишки состоит в том, чтобы принимать стул из толстой кишки, сообщать вам, что есть стул, который необходимо удалить (отказывать), и удерживать стул до тех пор, пока не произойдет опорожнение. Когда что-либо (газ или стул) попадает в прямую кишку, датчики отправляют сообщение в мозг. Затем мозг решает, можно ли выпустить ректальное содержимое или нет.

По возможности сфинктеры расслабляются и прямая кишка сокращается, избавляясь от своего содержимого. Если содержимое не может быть удалено, сфинктер сокращается и прямая кишка приспосабливается, так что ощущение временно исчезает.

Анус

Анус — последняя часть пищеварительного тракта. Это канал длиной 2 дюйма, состоящий из мышц тазового дна и двух анальных сфинктеров (внутреннего и внешнего). Подкладка верхнего ануса способна обнаруживать ректальное содержимое. Он позволяет узнать, является ли содержимое жидким, газообразным или твердым.

Анус окружен мышцами сфинктера, которые важны для контроля стула. Мышца тазового дна создает угол между прямой кишкой и анусом, который не позволяет стулу выходить, когда это не должно происходить.Внутренний сфинктер всегда плотный, за исключением случаев, когда стул попадает в прямую кишку. Это позволяет нам сохранять спокойствие (не дает нам непроизвольно покакать), когда мы спим или иным образом не замечаем наличия стула.

Когда у нас возникает желание пойти в ванную, мы полагаемся на наш внешний сфинктер, чтобы удерживать стул до тех пор, пока он не достигнет туалета, где он затем расслабляется, чтобы выпустить содержимое.

Схема пищеварительной системы, органы, функции и многое другое

«Всего лишь ложка сахара… «звучит песня. Но что происходит с этим сахаром, когда вы его проглатываете? На самом деле, как вы вообще можете его проглотить? Ваша пищеварительная система совершает удивительные подвиги каждый день, независимо от того, съедаете ли вы двойной чизбургер или стебель сельдерея. Прочтите, чтобы узнать, что именно происходит с пищей, когда она проходит через вашу пищеварительную систему.

Что такое пищеварение?

Пищеварение — это сложный процесс превращения пищи, которую вы едите, в питательные вещества, которые использует организм для энергии, роста и восстановления клеток, необходимых для выживания.Процесс пищеварения также включает в себя образование отходов, которые необходимо удалить.

Пищеварительный тракт (или желудочно-кишечный тракт) представляет собой длинную извилистую трубку, которая начинается у рта и заканчивается у заднего прохода. Он состоит из ряда мышц, которые координируют движение пищи, и других клеток, вырабатывающих ферменты и гормоны, помогающие расщеплять пищу. Попутно появляются и другие «вспомогательные» органы, необходимые для пищеварения: желчный пузырь, печень и поджелудочная железа.

Путешествие еды через пищеварительную систему

Остановка 1: рот

Рот — это начало пищеварительной системы, и, по сути, пищеварение начинается здесь, прежде чем вы даже откусите первый кусок еды.Запах еды заставляет слюнные железы во рту выделять слюну, в результате чего изо рта текут слюнки. Когда вы действительно пробуете пищу, количество слюны увеличивается.

Как только вы начнете жевать и разбивать пищу на достаточно мелкие, чтобы ее можно было переваривать, в игру вступают другие механизмы. Вырабатывается больше слюны. Он содержит вещества, включая ферменты, которые начинают процесс расщепления пищи до формы, которую ваше тело может усвоить и использовать. Больше пережевывайте пищу — это также помогает пищеварению.

Остановка 2: глотка и пищевод

Глотка, также называемая горлом, — это часть пищеварительного тракта, которая получает пищу изо рта. От глотки отходят пищевод, по которому пища поступает в желудок, и трахея или дыхательное горло, по которому воздух поступает в легкие.

Глотание происходит в глотке частично как рефлекс и частично под произвольным контролем. Язык и мягкое небо — мягкая часть неба — проталкивают пищу в глотку, закрывая трахею.Затем пища попадает в пищевод.

Пищевод — это мышечная трубка, идущая от глотки позади трахеи к желудку. Пища проталкивается через пищевод в желудок посредством серии сокращений, называемых перистальтикой.

Непосредственно перед входом в желудок находится важная кольцеобразная мышца, называемая нижним сфинктером пищевода (LES). Этот сфинктер открывается, чтобы пропустить пищу в желудок, и закрывается, чтобы удерживать ее там. Если ваш LES не работает должным образом, вы можете страдать от состояния, называемого ГЭРБ или рефлюкса, который вызывает изжогу и срыгивание (ощущение, что еда возвращается обратно).

Остановка 3: желудок и тонкий кишечник

Желудок представляет собой мешкообразный орган с сильными мышечными стенками. Помимо хранения продуктов, он служит миксером и измельчителем продуктов. Желудок выделяет кислоту и мощные ферменты, которые продолжают процесс расщепления пищи и превращения ее в консистенцию жидкости или пасты. Оттуда пища перемещается в тонкий кишечник. Между приемами пищи несжижаемые остатки высвобождаются из желудка и проходят через остальную часть кишечника для удаления.

Состоящий из трех сегментов — двенадцатиперстной кишки, тощей кишки и подвздошной кишки — тонкий кишечник также расщепляет пищу с помощью ферментов, выделяемых поджелудочной железой и желчью из печени. Тонкая кишка — это «рабочая лошадка» пищеварения, так как именно здесь всасывается большинство питательных веществ. Перистальтика также задействована в этом органе, перемещая пищу и смешивая ее с пищеварительными выделениями из поджелудочной железы и печени, включая желчь. Двенадцатиперстная кишка в значительной степени отвечает за продолжающийся процесс разрушения, а тощая и подвздошная кишки в основном отвечают за всасывание питательных веществ в кровоток.

Более техническое название этой части процесса — «подвижность», потому что она включает перемещение или опорожнение пищевых частиц от одной части к другой. Этот процесс сильно зависит от активности большой сети нервов, гормонов и мышц. Проблемы с любым из этих компонентов могут вызвать множество состояний.

Пока пища находится в тонком кишечнике, питательные вещества всасываются через стенки и попадают в кровоток. Остатки (отходы) попадают в толстую кишку (толстую или толстую кишку).

Все, что находится выше толстой кишки, называется верхним отделом желудочно-кишечного тракта. Все, что ниже — это нижний отдел желудочно-кишечного тракта

Остановка 4: толстая кишка, прямая кишка и анус

Ободочная кишка (толстая кишка) представляет собой мышечную трубку длиной от пяти до семи футов, которая соединяет тонкий кишечник с прямой кишкой. Он состоит из слепой кишки, восходящей (правой) ободочной кишки, поперечной (поперечной) ободочной кишки, нисходящей (левой) ободочной кишки и сигмовидной кишки, которая соединяется с прямой кишкой. Аппендикс представляет собой небольшую трубку, прикрепленную к восходящей кишке.Толстый кишечник — это узкоспециализированный орган, который отвечает за переработку отходов, поэтому дефекация (выделение отходов) осуществляется легко и удобно.

Стул или отходы, оставшиеся от процесса пищеварения, проходят через толстую кишку посредством перистальтики, сначала в жидком состоянии, а затем в твердой форме. Когда стул проходит через толстую кишку, любая оставшаяся вода абсорбируется. Стул сохраняется в сигмовидной (S-образной) ободочной кишке до тех пор, пока «массовое движение» не опустошит его в прямую кишку, обычно один или два раза в день.

Обычно стул проходит через толстую кишку примерно за 36 часов. Сам стул в основном состоит из остатков пищи и бактерий. Эти бактерии выполняют несколько полезных функций, таких как синтез различных витаминов, переработка отходов и пищевых частиц, а также защита от вредных бактерий. Когда нисходящая кишка наполняется стулом, она выводит его содержимое в прямую кишку, чтобы начать процесс выведения.

Прямая кишка — это восьмидюймовая камера, которая соединяет толстую кишку с анусом.Прямая кишка:

• Получает стул из толстой кишки
• Сообщает человеку, что есть стул, который необходимо удалить
• Удерживает стул до тех пор, пока не произойдет опорожнение

Когда что-либо (газ или стул) попадает в прямую кишку, датчики отправляют сообщение в мозг. Затем мозг решает, можно ли выпустить ректальное содержимое или нет. Если они могут, сфинктеры расслабляются и прямая кишка сокращается, вытесняя ее содержимое. Если содержимое не может быть удалено, сфинктеры сокращаются и прямая кишка приспосабливается, так что ощущение временно исчезает.

Анус — последняя часть пищеварительного тракта. Он состоит из мышц, выстилающих таз (мышцы тазового дна), и двух других мышц, называемых анальными сфинктерами (внутренней и внешней).

Мышца тазового дна образует угол между прямой кишкой и анусом, который препятствует выходу стула, когда это не должно происходить. Анальные сфинктеры обеспечивают точный контроль стула. Внутренний сфинктер всегда плотный, за исключением случаев, когда стул попадает в прямую кишку. Он держит нас в покое (не выделяя стул), когда мы спим или иным образом не замечаем наличия стула.Когда мы получаем позыв к дефекации (идем в ванную), мы полагаемся на внешний сфинктер, который удерживает стул, пока мы не дойдем до туалета.

Дополнительные органы пищеварения

Поджелудочная железа
Помимо других функций, поджелудочная железа является главной фабрикой пищеварительных ферментов, которые секретируются в двенадцатиперстную кишку, первый сегмент тонкой кишки. Эти ферменты расщепляют белки, жиры и углеводы.

Печень
Печень выполняет множество функций, но две из ее основных функций в пищеварительной системе — вырабатывать и выделять важное вещество, называемое желчью, и обрабатывать кровь, поступающую из тонкой кишки, содержащую только что усвоенные питательные вещества.Печень очищает эту кровь от многих примесей, прежде чем отправиться в остальное тело.

Желчный пузырь
Желчный пузырь — это мешок для хранения избытка желчи. Желчь, вырабатываемая в печени, попадает в тонкий кишечник через желчные протоки. Если кишечнику это не нужно, желчь попадает в желчный пузырь, где ожидает сигнала от кишечника о наличии пищи. Желчь служит двум основным целям. Во-первых, он помогает усваивать жиры из рациона, а во-вторых, переносит отходы печени, которые не могут пройти через почки.

Обзор пищеварительной системы

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определите органы пищеварительного тракта от проксимального до дистального и кратко укажите их функцию
• Укажите дополнительные органы пищеварения и кратко укажите их функцию
• Опишите четыре основных тканевых слоя пищеварительного канала
• Сравните вклад кишечной и вегетативной нервной систем в функционирование пищеварительной системы
• Объясните, как брюшина закрепляет органы пищеварения

Функция пищеварительной системы состоит в том, чтобы расщеплять пищу, которую вы едите, высвобождать из нее питательные вещества и всасывать эти питательные вещества в организм.Хотя тонкий кишечник является рабочей лошадкой системы, в которой происходит большая часть пищеварения и где большая часть высвобождаемых питательных веществ всасывается в кровь или лимфу, каждый из органов пищеварительной системы вносит жизненно важный вклад в этот процесс.

Рис. 1. Все органы пищеварения играют неотъемлемую роль в жизнеобеспечивающем процессе пищеварения.

Как и все системы организма, пищеварительная система не работает изолированно; он функционирует совместно с другими системами тела.Рассмотрим, например, взаимосвязь между пищеварительной и сердечно-сосудистой системами. Артерии снабжают органы пищеварения кислородом и обработанными питательными веществами, а вены дренируют пищеварительный тракт. Эти кишечные вены, составляющие печеночную портальную систему, уникальны; они не возвращают кровь прямо в сердце. Скорее, эта кровь направляется в печень, где ее питательные вещества выгружаются для обработки, прежде чем кровь завершит свой цикл обратно к сердцу. В то же время пищеварительная система снабжает сердечную мышцу и сосудистую ткань питательными веществами для поддержки их функционирования.Взаимосвязь пищеварительной и эндокринной систем также имеет решающее значение. Гормоны, секретируемые несколькими эндокринными железами, а также эндокринными клетками поджелудочной железы, желудка и тонкой кишки, способствуют контролю пищеварения и метаболизма питательных веществ. В свою очередь, пищеварительная система обеспечивает питательными веществами эндокринную функцию. Таблица 1 дает быстрое представление о том, как эти другие системы способствуют функционированию пищеварительной системы.

Таблица 1.Вклад других систем организма в пищеварительную систему
Кузов	Польза, получаемая пищеварительной системой
Сердечно-сосудистые	Кровь снабжает органы пищеварения кислородом и обработанными питательными веществами
Эндокринная	Эндокринные гормоны помогают регулировать секрецию пищеварительных желез и дополнительных органов
Покровный	Кожа помогает защитить органы пищеварения и синтезирует витамин D для усвоения кальция
Лимфатическая	Лимфоидная ткань, связанная со слизистой оболочкой, и другая лимфатическая ткань защищают от проникновения патогенов; молочные железы поглощают липиды; и лимфатические сосуды транспортируют липиды в кровоток
Мускулистый	Скелетные мышцы поддерживают и защищают органы брюшной полости
Нервный	Сенсорные и двигательные нейроны помогают регулировать секрецию и мышечные сокращения в пищеварительном тракте
Респираторный	Органы дыхания обеспечивают кислород и удаляют углекислый газ
Скелетный	Кости помогают защищать и поддерживать органы пищеварения
Мочевой	Почки превращают витамин D в его активную форму, обеспечивая всасывание кальция в тонком кишечнике

Органы пищеварительной системы

Самый простой способ понять пищеварительную систему — разделить ее органы на две основные категории.Первая группа — это органы, составляющие пищеварительный тракт. Вспомогательные органы пищеварения составляют вторую группу и имеют решающее значение для организации расщепления пищи и усвоения ее питательных веществ организмом. Дополнительные органы пищеварения, несмотря на свое название, имеют решающее значение для работы пищеварительной системы.

Органы пищеварительного тракта

Также называемый желудочно-кишечным трактом или кишечником, пищеварительный канал (aliment- = «питать») представляет собой одностороннюю трубку около 7.62 метра (25 футов) в длину при жизни и ближе к 10,67 метра (35 футов) в длину при измерении после смерти после потери тонуса гладких мышц. Основная функция органов пищеварительного тракта — питать организм. Эта трубка начинается у рта и заканчивается в анусе. Между этими двумя точками канал видоизменяется в виде глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника в соответствии с функциональными потребностями организма. И рот, и анус открыты для внешней среды; таким образом, пища и отходы в пищеварительном тракте технически считаются находящимися вне организма.Только в процессе усвоения питательные вещества из пищи попадают во «внутреннее пространство» тела и питают его.

Вспомогательные конструкции

Каждый вспомогательный орган пищеварения помогает в расщеплении пищи. Во рту зубы и язык начинают механическое пищеварение, тогда как слюнные железы начинают химическое пищеварение. Когда пищевые продукты попадают в тонкий кишечник, желчный пузырь, печень и поджелудочная железа выделяют секреции, такие как желчь и ферменты, необходимые для продолжения пищеварения.Вместе они называются дополнительными органами, потому что они прорастают из выстилающих клеток развивающегося кишечника (слизистой оболочки) и усиливают его функцию; действительно, вы не могли бы жить без их жизненно важного вклада, и многие серьезные болезни возникают в результате их неправильного функционирования. Даже после завершения развития они поддерживают связь с кишечником посредством протоков.

Гистология пищеварительного тракта

По всей длине пищеварительный тракт состоит из тех же четырех слоев ткани; детали их структурного устройства меняются, чтобы соответствовать их конкретным функциям.Начиная от просвета и двигаясь кнаружи, эти слои представляют собой слизистую, подслизистую, мышечную и серозную, которая является продолжением брыжейки.

Рис. 2. Стенка пищеварительного канала состоит из четырех основных тканевых слоев: слизистой, подслизистой, мышечной и серозной.

Слизистая оболочка называется слизистой оболочкой, потому что образование слизи является характерной чертой эпителия кишечника. Мембрана состоит из эпителия, который находится в непосредственном контакте с принятой пищей, и собственной пластинки — слоя соединительной ткани, аналогичного дерме.Кроме того, слизистая оболочка имеет тонкий гладкий мышечный слой, называемый muscularis mucosa (не путать с мышечным слоем, описанным ниже).

• Эпителий — Во рту, глотке, пищеводе и анальном канале эпителий в основном представляет собой некератинизированный многослойный плоский эпителий. В желудке и кишечнике это простой цилиндрический эпителий. Обратите внимание, что эпителий находится в прямом контакте с просветом, пространством внутри пищеварительного канала. Среди его эпителиальных клеток вкраплены бокаловидные клетки, которые выделяют слизь и жидкость в просвет, и энтероэндокринные клетки, которые выделяют гормоны в межклеточные промежутки.Эпителиальные клетки имеют очень короткую продолжительность жизни, в среднем от пары дней (во рту) до примерно недели (в кишечнике). Этот процесс быстрого обновления помогает сохранить здоровье пищеварительного тракта, несмотря на износ, вызванный постоянным контактом с пищевыми продуктами.
• Собственная пластинка — В дополнение к рыхлой соединительной ткани собственная пластинка содержит множество кровеносных и лимфатических сосудов, которые переносят питательные вещества, всасываемые через пищеварительный канал, в другие части тела.Собственная пластинка также выполняет иммунную функцию, вмещая скопления лимфоцитов, составляющих лимфоидную ткань, связанную со слизистой оболочкой (MALT). Эти скопления лимфоцитов особенно значительны в дистальном отделе подвздошной кишки, где они известны как пятна Пейера. Если учесть, что пищеварительный канал подвергается воздействию бактерий пищевого происхождения и других посторонних веществ, нетрудно понять, почему иммунная система разработала средства защиты от патогенов, встречающихся в нем.
• Muscularis mucosa —Этот тонкий слой гладкой мускулатуры находится в постоянном напряжении, растягивая слизистую желудка и тонкой кишки в волнообразные складки.Эти складки значительно увеличивают площадь поверхности, доступную для переваривания и всасывания.

Как следует из названия, подслизистая оболочка находится непосредственно под слизистой оболочкой. Широкий слой плотной соединительной ткани соединяет покрывающую слизистую оболочку с подлежащей мышечной тканью. Он включает в себя кровеносные и лимфатические сосуды (которые транспортируют поглощенные питательные вещества), а также множество подслизистых желез, выделяющих пищеварительный секрет. Кроме того, он служит проводником для плотной разветвленной сети нервов, подслизистого сплетения, которое функционирует, как описано ниже.

Третий слой пищеварительного тракта — это muscalaris (также называемый muscularis externa). Muscularis тонкой кишки состоит из двойного слоя гладкой мускулатуры: внутреннего кругового слоя и внешнего продольного слоя. Сокращение этих слоев способствует механическому пищеварению, подвергает пищу воздействию пищеварительных химикатов и перемещает пищу по каналу. В наиболее проксимальных и дистальных отделах пищеварительного тракта, включая рот, глотку, переднюю часть пищевода и наружный анальный сфинктер, мышечная мышца состоит из скелетных мышц, что позволяет вам произвольно контролировать глотание и дефекацию.Основная двухслойная структура тонкого кишечника видоизменяется в органах проксимальнее и дистальнее от него. Желудок выполняет функцию взбалтывания за счет добавления третьего слоя — косой мышцы. В то время как толстая кишка имеет два слоя, как и тонкий кишечник, ее продольный слой разделен на три узких параллельных полосы, tenia coli, которые делают ее похожей на серию мешочков, а не на простую трубку.

Серозная оболочка — это часть пищеварительного канала, расположенная над мышечной.Присутствует только в области пищеварительного тракта в брюшной полости и состоит из слоя висцеральной брюшины, покрывающего слой рыхлой соединительной ткани. Вместо серозной оболочки ротовая полость, глотка и пищевод имеют плотную оболочку из коллагеновых волокон, называемую адвентицией. Эти ткани служат для удержания пищеварительного канала рядом с вентральной поверхностью позвоночного столба.

Снабжение нервов

Как только пища попадает в рот, она обнаруживается рецепторами, которые посылают импульсы по сенсорным нейронам черепных нервов.Без этих нервов ваша еда не только была бы безвкусной, но вы также не могли бы чувствовать пищу или структуру своего рта, и вы не смогли бы избежать укуса себя во время жевания — действие, обеспечиваемое двигателем. ветви черепных нервов.

Внутренняя иннервация большей части пищеварительного тракта обеспечивается кишечной нервной системой, которая проходит от пищевода до заднего прохода и содержит около 100 миллионов моторных, сенсорных и интернейронов (уникальных для этой системы по сравнению со всеми другими частями периферических нервов). нервная система).Эти кишечные нейроны сгруппированы в два сплетения. Миэнтерическое сплетение (сплетение Ауэрбаха) лежит в мышечном слое пищеварительного канала и отвечает за моторику , особенно за ритм и силу сокращений мышечной ткани. Подслизистое сплетение (сплетение Мейснера) лежит в подслизистом слое и отвечает за регулирование пищеварительной секреции и реакцию на присутствие пищи.

Внешняя иннервация пищеварительного канала обеспечивается вегетативной нервной системой, которая включает как симпатические, так и парасимпатические нервы.В общем, симпатическая активация (реакция «бей или беги») ограничивает активность кишечных нейронов, тем самым снижая секрецию и моторику ЖКТ. Напротив, парасимпатическая активация (реакция покоя и переваривания пищи) увеличивает секрецию и моторику ЖКТ за счет стимуляции нейронов кишечной нервной системы.

Кровоснабжение

Кровеносные сосуды, обслуживающие пищеварительную систему, выполняют две функции. Они транспортируют белковые и углеводные питательные вещества, поглощаемые клетками слизистой оболочки после того, как пища переваривается в просвете.Липиды всасываются через молочные железы, крошечные структуры лимфатической системы. Вторая функция кровеносных сосудов — снабжать органы пищеварительного тракта питательными веществами и кислородом, необходимыми для их клеточных процессов.

В частности, более передние части пищеварительного канала снабжаются кровью артериями, ответвляющимися от дуги аорты и грудной аорты. Ниже этой точки пищеварительный канал снабжен кровью по артериям, отходящим от брюшной аорты.Чревный ствол обслуживает печень, желудок и двенадцатиперстную кишку, тогда как верхняя и нижняя брыжеечные артерии снабжают кровью оставшиеся тонкий и толстый кишечник.

Вены, которые собирают богатую питательными веществами кровь из тонкой кишки (где происходит наибольшая абсорбция), впадают в портальную систему печени. Эта венозная сеть переносит кровь в печень, где питательные вещества либо перерабатываются, либо сохраняются для дальнейшего использования. Только тогда кровь, слитая из внутренностей пищеварительного тракта, возвращается обратно к сердцу.Чтобы понять, насколько сложен процесс пищеварения для сердечно-сосудистой системы, примите во внимание, что, пока вы «отдыхаете и перевариваете пищу», около четверти крови, перекачиваемой с каждым ударом сердца, попадает в артерии, обслуживающие кишечник.

Брюшина

Органы пищеварения в брюшной полости удерживаются на месте брюшиной, широким серозным перепончатым мешком, состоящим из плоской эпителиальной ткани, окруженной соединительной тканью. Он состоит из двух разных областей: париетальной брюшины, которая выстилает брюшную стенку, и висцеральной брюшины, которая окружает органы брюшной полости.Полость брюшины — это пространство, ограниченное висцеральной и париетальной поверхностями брюшины. Несколько миллилитров водянистой жидкости действуют как смазка, чтобы минимизировать трение между серозными поверхностями брюшины.

Рис. 3. Поперечный разрез брюшной полости показывает взаимосвязь между органами брюшной полости и брюшиной (более темные линии).

Заболевания пищеварительной системы: перитонит

Воспаление брюшины называется перитонитом. Химический перитонит может развиться в любой момент, когда стенка пищеварительного канала повреждена, что позволяет содержимому просвета проникать в брюшную полость.Например, когда язва пробивает стенку желудка, желудочный сок попадает в брюшную полость. Геморрагический перитонит возникает после разрыва трубной беременности или травмы печени или селезенки, заполняющей брюшную полость кровью. Еще более тяжелый перитонит связан с бактериальными инфекциями, проявляющимися при аппендиците, дивертикулите толстой кишки и воспалительными заболеваниями органов малого таза (инфекция маточных труб, обычно передаваемая половым путем). Перитонит опасен для жизни и часто приводит к экстренному хирургическому вмешательству для устранения основной проблемы и интенсивной антибактериальной терапии.Когда ваши прабабушка и дедушка и даже ваши родители были молоды, смертность от перитонита была высокой. Агрессивная хирургия, повышение безопасности анестезии, развитие навыков интенсивной терапии и антибиотики значительно повысили уровень смертности от этого состояния. Даже в этом случае уровень смертности по-прежнему колеблется от 30 до 40 процентов.

Висцеральная брюшина включает множество крупных складок, которые охватывают различные органы брюшной полости, удерживая их на дорсальной поверхности стенки тела.Внутри этих складок находятся кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы, которые иннервируют органы, с которыми они контактируют, снабжая соседние органы. Пять основных брюшных складок описаны в таблице 2. Обратите внимание, что во время развития плода определенные пищеварительные структуры, включая первую часть тонкой кишки (называемую двенадцатиперстной кишкой), поджелудочную железу и части толстой кишки (восходящая и нисходящая ободочная кишка) , и прямая кишка) остаются полностью или частично позади брюшины.Таким образом, расположение этих органов описывается как забрюшинно, .

Таблица 2. Пять основных перитонеальных складок
Сгиб	Описание
Большой сальник	Фартукоподобная структура, расположенная поверхностно по отношению к тонкой кишке и поперечной ободочной кишке; место отложения жира у людей с избыточным весом
Ложковидная связка	Закрепляет печень на передней брюшной стенке и нижнем крае диафрагмы
Малый сальник	Подвешивает желудок от нижней границы печени; обеспечивает путь для структур, соединяющихся с печенью
Брыжейка	Вертикальная полоса ткани перед поясничными позвонками, фиксирующая всю тонкую кишку, кроме начальной части (двенадцатиперстной кишки)
Мезоколон	Присоединяет две части толстой кишки (поперечную и сигмовидную) к задней брюшной стенке

Практический вопрос

Посмотрите это короткое видео о том, что происходит с едой, которую вы едите, когда она попадает изо рта в кишечник.Попутно обратите внимание, как еда меняет консистенцию и форму. Как это изменение консистенции способствует получению вами питательных веществ из пищи?

Покажи ответ

Ответы могут отличаться.

Обзор главы

Пищеварительная система включает органы пищеварительного тракта и придаточные структуры. Пищеварительный канал образует непрерывную трубку, открытую для внешней среды с обоих концов. Органами пищеварительного тракта являются рот, глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник.Дополнительные пищеварительные структуры включают зубы, язык, слюнные железы, печень, поджелудочную железу и желчный пузырь. Стенка пищеварительного канала состоит из четырех основных тканевых слоев: слизистой, подслизистой, мышечной и серозной. Кишечная нервная система обеспечивает внутреннюю иннервацию, а вегетативная нервная система обеспечивает внешнюю иннервацию.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

1. Объясните, как кишечная нервная система поддерживает пищеварительную систему.Что может произойти, что может привести к тому, что вегетативная нервная система окажет негативное влияние на пищеварение?
2. Какой слой ткани пищеварительного канала способен помочь защитить организм от болезней и с помощью какого механизма?

Показать ответы

1. Кишечная нервная система помогает регулировать перистальтику пищеварительного тракта и секрецию пищеварительных соков, тем самым облегчая пищеварение. Если человек становится чрезмерно тревожным, стимулируется симпатическая иннервация пищеварительного тракта, что может привести к замедлению пищеварительной деятельности.
2. Собственная пластинка слизистой оболочки содержит лимфоидную ткань, которая составляет MALT и реагирует на патогены, встречающиеся в пищеварительном канале.

Глоссарий

дополнительный орган пищеварения: включает зубы, язык, слюнные железы, желчный пузырь, печень и поджелудочную железу

пищеварительный канал: непрерывная мышечная пищеварительная трубка, проходящая от рта до ануса

подвижность: движение пищи по желудочно-кишечному тракту

слизистая оболочка: внутренняя выстилка пищеварительного канала

muscularis: мышечный слой (скелетный или гладкий) стенки пищеварительного канала

мышечно-кишечное сплетение: (сплетение Ауэрбаха) основной нерв, подводящий к стенке пищеварительного канала; контролирует моторику

забрюшинно: расположено кзади от брюшины

сероза: самый внешний слой стенки пищеварительного канала, присутствующий в областях внутри брюшной полости

подслизистая оболочка: слой плотной соединительной ткани в стенке пищеварительного канала, который связывает вышележащую слизистую оболочку с подлежащей мышечной оболочкой

подслизистое сплетение: (сплетение Мейснера) нервное питание, регулирующее деятельность желез и гладких мышц

15.15A: Анатомия пищеварительной системы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины
3. Верхний желудочно-кишечный тракт
4. Нижний желудочно-кишечный тракт

Желудочно-кишечный тракт человека относится к желудку и кишечнику, а иногда и ко всем структурам от рта до заднего прохода.

Цели обучения

• Обрисовать анатомическую организацию пищеварительной системы

Ключевые моменты

• Основными органами пищеварительной системы являются желудок и кишечник.
• Верхний отдел желудочно-кишечного тракта состоит из пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки.
• Нижний отдел желудочно-кишечного тракта включает тонкий и толстый кишечник.
• Пищеварительные соки вырабатываются поджелудочной железой и желчным пузырем.
• Тонкая кишка включает двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку.
• Толстая кишка включает слепую кишку, толстую кишку, прямую кишку и задний проход.

Ключевые термины

• верхний отдел желудочно-кишечного тракта : этот тракт состоит из пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки.
• нижний отдел желудочно-кишечного тракта : этот тракт включает большую часть тонкой кишки и всю толстую кишку.

Желудочно-кишечный тракт человека относится к желудку и кишечнику, а иногда и ко всем структурам от рта до заднего прохода.

Рисунок: Верхний и нижний отделы желудочно-кишечного тракта : основные органы желудочно-кишечной системы человека.

Верхний желудочно-кишечный тракт

Верхний отдел желудочно-кишечного тракта состоит из пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки. Точная граница между верхним и нижним может варьироваться. При крупном разрезе двенадцатиперстная кишка может показаться единым органом, но часто делится на две части в зависимости от функции, артериального кровоснабжения или эмбриологии.

Верхний отдел желудочно-кишечного тракта включает:

• Пищевод, фиброзно-мышечная трубка, по которой пища проходит через перистальтические сокращения от глотки к желудку.
• Желудок, который выделяет ферменты, переваривающие белок, называемые протеазами и сильными кислотами, чтобы помочь в переваривании пищи, прежде чем отправить частично переваренную пищу в тонкий кишечник.
• Двенадцатиперстная кишка, первый отдел тонкой кишки, который может быть основным местом всасывания железа.

Нижний отдел желудочно-кишечного тракта

Нижняя часть желудочно-кишечного тракта включает большую часть тонкой кишки и всю толстую кишку. По некоторым данным, сюда входит и задний проход.

Рисунок: Тонкая кишка : На этом изображении показано положение тонкой кишки в желудочно-кишечном тракте.

Тонкая кишка состоит из трех частей:

• Двенадцатиперстная кишка: здесь смешиваются пищеварительные соки поджелудочной железы (пищеварительные ферменты) и желчного пузыря (желчь). Пищеварительные ферменты расщепляют белки и желчь и превращают жиры в мицеллы. В двенадцатиперстной кишке находятся железы Бруннера, вырабатывающие бикарбонат, и панкреатический сок, содержащий бикарбонат для нейтрализации соляной кислоты в желудке.
• Jejunum: это средняя часть кишечника, соединяющая двенадцатиперстную кишку с подвздошной кишкой. Он содержит циркулярные складки и ворсинки для увеличения площади поверхности этой части желудочно-кишечного тракта.
• Подвздошная кишка: это ворсинки, где все растворимые молекулы всасываются в кровь (через капилляры и молочные железы).

Толстая кишка состоит из четырех частей:

1. Слепая кишка, червеобразный отросток, прикрепленный к слепой кишке.
2. Ободочная кишка, которая включает восходящую ободочную кишку, поперечную ободочную кишку, нисходящую ободочную кишку и сигмовидный изгиб.Основная функция толстой кишки — поглощать воду, но она также содержит бактерии, которые производят полезные витамины, такие как витамин К.
3. Прямая кишка.
4. Анус.

Связка Treitz иногда используется для разделения верхнего и нижнего трактов желудочно-кишечного тракта.

15.1A: Желудочно-кишечный тракт человека

Стратегия и топология

Люди (и большинство животных) переваривают всю пищу внеклеточно; то есть вне ячеек.Пищеварительные ферменты секретируются клетками, выстилающими внутренние поверхности различных экзокринных желез . Ферменты гидролизуют макромолекулы в пище до небольших растворимых молекул, которые могут абсорбироваться клетками.

Рисунок 15.1.1.1: Топология человека

На рисунке 15.1.1.1 показаны основные топологические отношения в теле. Накладки всего

• экзокринные железы, включая пищеварительные железы
• носовые ходы, трахея и легкие
• Канальцы почек, собирательные протоки и мочевой пузырь
• репродуктивные структуры, такие как влагалище, матка и маточные трубы

все непрерывны с поверхностью тела.Все, что находится в их просвете, строго говоря, находится вне тела. Это включает секреты всех экзокринных желез (в отличие от секретов эндокринных желез, которые откладываются в крови) и любой неперевариваемый материал, помещенный во рту, который со временем появится на другом конце.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Компоненты пищеварительной системы. Все органы пищеварения играют неотъемлемую роль в процессе пищеварения, поддерживающем жизнь. (CC BY 3.0; OpenStax).

Проглатывание

Пища, помещенная в рот, измельчается зубами на более мелкие частицы. Затем он увлажняется и смазывается слюной (выделяемой тремя парами слюнных желез ). Небольшие количества крахмала перевариваются амилазой , присутствующей в слюне. Образовавшийся болюс пищи проглатывается в пищевод , и переносится через перистальтику в желудок.

Желудок

Стенка желудка выстлана миллионами желудочных желез , которые вместе выделяют 400–800 мл желудочного сока при каждом приеме пищи.В железах желудка обнаружено несколько видов клеток, включая париетальные клетки, главные клетки, клетки, секретирующие слизь, и клетки, секретирующие гормоны (эндокринные).

Париетальные клетки

Париетальные клетки секретируют соляную кислоту и внутренний фактор .

Соляная кислота (HCl)

Париетальные клетки содержат H ⁺ / K ⁺ АТФазу . Этот трансмембранный белок секретирует ионы H ⁺ (протоны) путем активного транспорта, используя энергию АТФ.Концентрация H ⁺ в желудочном соке может достигать 0,15 M, что дает желудочному соку pH несколько ниже 1. При концентрации H ⁺ в пределах эти клетки составляют всего около 4 x 10 ^{— 8} M, этот пример активного транспорта приводит к увеличению концентрации более чем в миллион раз. Неудивительно, что эти клетки наполнены митохондриями и являются экстравагантными потребителями энергии.

Внутренний фактор — это белок, который связывает проглоченный витамин B ₁₂ и позволяет ему всасываться в кишечнике.Дефицит внутреннего фактора — в результате аутоиммунной атаки против париетальных клеток — вызывает злокачественную анемию .

Начальники

Главные клетки синтезируют и секретируют пепсиноген , предшественник протеолитического фермента пепсин . Пепсин расщепляет пептидные связи, отдавая предпочтение связям на С-конце остатков тирозина, фенилаланина и триптофана. Его действие разбивает длинные полипептидные цепи на более короткие. Секреция желудочных желез стимулируется гормоном гастрином.Гастрин высвобождается эндокринными клетками желудка в ответ на поступление пищи.

Всасывание в желудке

Происходит очень мало. Однако некоторая вода, определенные ионы и такие лекарства, как аспирин и этанол, всасываются из желудка в кровь (что обеспечивает быстрое облегчение головной боли после проглатывания аспирина и быстрое появление этанола в крови после употребления алкоголя). Когда содержимое желудка становится полностью разжиженным, оно попадает в двенадцатиперстную кишку , первый сегмент (около 25 см в длину) тонкой кишки.Здесь усваивается большая часть потребляемых нами витаминов и минералов. В двенадцатиперстную кишку входят два протока:

1. один, дренирующий желчный пузырь и, следовательно, печень и
2. другой дренирует экзокринную часть поджелудочной железы .

Печень

Печень выделяет желчи . Между приемами пищи он накапливается в желчном пузыре. Когда пища, особенно содержащая жир, попадает в двенадцатиперстную кишку, высвобождение гормона холецистокинина (ХЦК) стимулирует желчный пузырь сокращаться и выводить желчь в двенадцатиперстную кишку.В желчи содержится:

• желчные кислоты . Эти амфифильные стероиды эмульгируют проглоченный жир. Гидрофобная часть стероида растворяется в жире, в то время как отрицательно заряженная боковая цепь взаимодействует с молекулами воды. Взаимное отталкивание этих отрицательно заряженных капель не дает им слиться. Таким образом, большие шарики жира (жидкость при температуре тела) эмульгируются в крошечные капли (около 1 мкм в диаметре), которые легче перевариваются и абсорбируются.
• желчные пигменты .Это продукты распада гемоглобина, удаляемого печенью из старых эритроцитов. Коричневатый цвет желчных пигментов придает калам характерный коричневый цвет.

Система печеночного портала

Капиллярное русло большинства тканей впадает в вены, которые ведут прямо к сердцу. Но кровотечение из кишечника — исключение. Вены, дренирующие кишечник, ведут ко второму набору капилляров в печени.

Рисунок 15.1.1.3 Портальная система печени

Здесь печень удаляет многие материалы, которые были поглощены кишечником:

• Глюкоза удаляется и превращается в гликоген.
• Другие моносахариды удаляются и превращаются в глюкозу.
• Избыточные аминокислоты удаляются и дезаминируются.
  • Аминогруппа превращается в мочевину .
  • Остаток затем может попасть в пути клеточного дыхания и окисляться для получения энергии.
• Многие непитательные молекулы, такие как проглоченные лекарства, удаляются печенью и часто детоксифицируются.

Печень служит воротником между кишечником и общим кровообращением. Он проверяет кровь, попадающую в печеночную портальную систему, так что ее состав, когда она выходит, будет близок к нормальному для организма. Кроме того, этот гомеостатический механизм работает в обоих направлениях. Когда, например, концентрация глюкозы в крови падает между приемами пищи, печень выделяет больше в кровь, преобразовывая запасы гликогена в глюкозу (гликогенолиз) и превращая определенные аминокислоты в глюкозу (глюконеогенез)

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа состоит из скоплений эндокринных клеток (островков Лангерганса) и экзокринных клеток, секреты которых стекают в двенадцатиперстную кишку.Жидкость поджелудочной железы содержит:

• бикарбонат натрия (NaHCO ₃ ). Это нейтрализует кислотность жидкости, поступающей из желудка, повышая ее pH примерно до 8.
• панкреатическая амилаза . Этот фермент гидролизует крахмал до смеси мальтозы и глюкозы.
• панкреатическая липаза . Фермент гидролизует попавшие в организм жиры до смеси жирных кислот и моноглицеридов. Его действие усиливается моющим действием желчи.
• 4 «зимогены» — белки, являющиеся предшественниками активных протеаз. Они сразу же превращаются в активные протеолитические ферменты:
  • трипсин. Трипсин расщепляет пептидные связи на С-конце аргининов и лизинов.
  • химотрипсин. Химотрипсин разрезает на С-конце остатки тирозина, фенилаланина и триптофана (те же связи, что и пепсин, действие которого прекращается, когда NaHCO ₃ повышает pH содержимого кишечника).
  • эластаза. Эластаза разрывает пептидные связи рядом с небольшими незаряженными боковыми цепями, такими как цепи аланина и серина.
  • карбоксипептидаза. Этот фермент удаляет одну за другой аминокислоты на С-конце пептидов.
• нуклеаз . Они гидролизуют проглоченные нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) до составляющих их нуклеотидов.

Секреция панкреатической жидкости контролируется двумя гормонами: секретином , который в основном влияет на высвобождение бикарбоната натрия и холецистокинина ( CCK ), который стимулирует высвобождение пищеварительных ферментов

Тонкий кишечник

При пищеварении в тонком кишечнике образуется смесь дисахаридов, пептидов, жирных кислот и моноглицеридов.Окончательное переваривание и всасывание этих веществ происходит в ворсинках, выстилающих внутреннюю поверхность тонкой кишки. На этой сканирующей электронной микрофотографии показаны ворсинки, покрывающие внутреннюю поверхность тонкой кишки.

Рисунок 15.1.1.4 Ворсинки и электронная микрофотография ворсинок (любезно предоставлено Кейт Р. Портер)

крипт у основания ворсинок содержат стволовых клеток , которые непрерывно делятся путем митоза, производя

• Больше стволовых клеток
• Клетки Панета , которые секретируют антимикробные пептиды, подавляющие концентрацию бактерий в тонком кишечнике
• Клетки, которые мигрируют вверх по поверхности ворсинок, дифференцируясь в
  • столбчатых эпителиальных клеток (большинство), которые отвечают за пищеварение и абсорбцию
  • бокаловидных клеток , секретирующих слизь
  • эндокринные клетки , которые секретируют различные гормоны

Непрерывное производство новых эпителиальных клеток заменяет старые клетки, которые примерно через 5 дней умирают в результате апоптоза.Ворсинки увеличивают площадь поверхности тонкой кишки во много раз по сравнению с тем, что было бы, если бы это была просто трубка с гладкими стенками. Кроме того, апикальная (открытая) поверхность эпителиальных клеток каждой ворсинки покрыта микроворсинками (также известными как «щеточная кайма»). Во многом благодаря этому общая площадь поверхности кишечника составляет почти 200 квадратных метров, что примерно равно площади теннисного корта для одиночных игр и примерно в 100 раз превышает площадь поверхности тела.

Рисунок 15.1.1.5: Микроворсинки

На электронной микрофотографии (любезно предоставленной доктором Сэмом Л. Кларком) показаны микроворсинки кишечной клетки мыши. В плазматическую мембрану микроворсинок входит ряд ферментов, завершающих пищеварение:

• аминопептидазы атакуют амино-конец (N-конец) пептидов, продуцирующих аминокислоты
• дисахаридазы превращают дисахариды в их моносахаридные субъединицы
  • мальтаза гидролизует мальтозу до глюкозы
  • сахароза гидролизует сахарозу (обычный столовый сахар) до глюкозы и фруктозы
  • лактаза гидролизует лактозу (молочный сахар) до глюкозы и галактозы
  Фруктоза просто диффундирует в ворсинки, но и глюкоза, и галактоза поглощаются активным транспортом
• жирные кислоты и моноглицериды .Они повторно синтезируются в жиры, когда попадают в клетки ворсинок. Образующиеся маленькие капельки жира затем выводятся путем экзоцитоза в лимфатические сосуды, называемые млечными сосудами, и дренирующими ворсинки.

Люди с редкой генетической неспособностью образовывать микроворсинки умирают от голода.

Толстая кишка (толстая кишка)

Толстый кишечник получает жидкий остаток после завершения переваривания и всасывания. Этот остаток состоит в основном из воды, а также из любых непереваренных материалов.Ободочная кишка содержит огромную (~ 4 ¹³ ) популяцию микроорганизмов. Наши тела состоят примерно из такого же количества (~ 3 ¹³ ) клеток. Большинство видов обитает там совершенно безвредно; то есть они комменсалы. Некоторые из них действительно полезны, поскольку они синтезируют витамины и переваривают полисахариды, для которых у нас нет ферментов (обеспечивая примерно 10% калорий, которые мы получаем с пищей).

Большинство бактерий относятся к Firmicutes и Bacteroidetes (хотя E.coli на самом деле является второстепенным компонентом). Как у мышей с ожирением ( ob / ob ), так и у людей относительная доля Bacteroidetes снижается, и, по крайней мере, у мышей эффективность всасывания остаточной пищи увеличивается. Посадка людей на диету заставляет их восстанавливать нормальную пропорцию Bacteroidetes. Почему существуют эти отношения, еще предстоит выяснить. Бактерии разрастаются до такой степени, что до 50% сухой массы фекалий могут состоять из бактериальных клеток.

Реабсорбция воды — основная функция толстого кишечника.Во избежание обезвоживания необходимо утилизировать большое количество воды, выделяемой в желудок и тонкий кишечник различными пищеварительными железами. Если толстый кишечник раздражается, он может выпустить свое содержимое до того, как реабсорбция воды завершится, что вызовет диарею . С другой стороны, если толстая кишка слишком долго сохраняет свое содержимое, фекалии высыхают и сжимаются в твердые массы, вызывая запор .

Авторы и авторство

Моделирование желудочно-кишечного тракта в условиях здоровья и болезней

World J Gastroenterol.2009 14 января; 15 (2): 169–176.

Донг-Хуа Ляо, Цзин-Бо Чжао, Ханс Грегерсен, Mech-Sense, больница Ольборга, DK-9100 Ольборг, Дания

Ганс Грегерсен, Институт технологий здравоохранения, Университет Ольборга, Дания, и больница Университета Хаукеланда, Берген, Норвегия

Вклад авторов: Все авторы участвовали в написании статьи и рецензировали ее.

Для корреспонденции: Dong-Hua Liao, Mech-Sense, Научно-инновационный центр больницы Ольборга, Sdr. Skovvej 15, DK-9000 Aalborg, Дания.kd.nr@ld

Телефон: + 45-99326907

Факс: + 45-99326801

Поступила в редакцию 10 сентября 2008 г .; Пересмотрено 12 декабря 2008 г .; Принято 19 декабря 2008 г.

Copyright © 2009 WJG Press и Baishideng. Все права защищены.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Желудочно-кишечный тракт (GI) — это система органов многоклеточных животных, которая принимает пищу, переваривает ее для извлечения энергии и питательных веществ и выводит оставшиеся отходы. Различные паттерны функции желудочно-кишечного тракта генерируются интегрированным поведением множества тканей и типов клеток.Тщательное изучение желудочно-кишечного тракта требует понимания взаимодействия между клетками, тканями и органами желудочно-кишечного тракта при здоровье и болезни. Это зависит от знаний не только о многочисленных клеточных механизмах ионного тока и путях передачи сигналов, но также о крупномасштабных тканевых структурах ЖКТ и особом распределении нервной сети. Уникальный способ справиться с этим взрывом сложности — математическое и вычислительное моделирование; обеспечение вычислительной основы для многоуровневого моделирования и симуляции анатомии и физиологии желудочно-кишечного тракта человека.Цель этого обзора — описать текущее состояние работы по биомеханическому моделированию желудочно-кишечного тракта у людей и животных, которое может быть использовано в дальнейшем для интеграции физиологических, анатомических и медицинских знаний о системе желудочно-кишечного тракта. Такое моделирование будет способствовать исследованиям и обеспечит пользу для медицинских работников благодаря предоставлению актуальной и точной информации о состоянии пациента и ремоделировании желудочно-кишечного тракта на моделях болезней животных. Это также повысит точность и эффективность медицинских процедур, что может привести к снижению затрат на диагностику и лечение.

Ключевые слова: Желудочно-кишечный тракт, Компьютерное моделирование, Биомеханика, Ремоделирование, Заболевания

ВВЕДЕНИЕ

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), также называемый пищеварительным трактом или пищеварительным трактом, представляет собой систему органов внутри многоклеточных животных, которая принимает внутрь пища переваривает ее для извлечения энергии и питательных веществ и удаляет оставшиеся отходы. Основные функции желудочно-кишечного тракта — пищеварение, которому способствуют его моторика, секреция и абсорбция. Различные паттерны функции желудочно-кишечного тракта генерируются интегрированным поведением множества тканей и типов клеток.Методы медицинской визуализации, такие как ультразвуковое исследование [1,2], магнитно-резонансная томография (МРТ) [3,4] и эндоскопическое ультразвуковое исследование (EUS) [5,6], являются хорошо известными автономными клиническими методами, которые могут выявить структурные и функциональные аномалии. желудочно-кишечного тракта. Однако тщательное изучение желудочно-кишечного тракта требует понимания взаимодействия между клетками, тканями и органами желудочно-кишечного тракта при здоровье и болезни. Это зависит от знаний не только о многочисленных клеточных механизмах ионного тока и путях передачи сигналов, но также о крупномасштабных тканевых структурах ЖКТ и особом распределении нервной сети.Уникальный способ справиться с этим взрывом сложности — математическое и вычислительное моделирование; обеспечение вычислительной основы и инструментов на основе информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) для многоуровневого моделирования и симуляции анатомии и физиологии желудочно-кишечного тракта человека [7–9]. Компьютерный анализ, визуализация, моделирование и симуляция обычно используются в таких областях, как инженерия, метеорология или управление движением, чтобы понять поведение и результаты новых проектов и влияние внешних явлений задолго до их реализации, тем самым избегая дорогостоящих сбоев.В исследованиях желудочно-кишечного тракта этот подход не является распространенным, главным образом потому, что нам все еще не хватает тех моделей, которые могли бы имитировать поведение человеческого тела. Тем не менее, исследование желудочно-кишечного тракта значительно улучшилось благодаря внедрению методов поперечной визуализации, таких как компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), которые произвели революцию в способах диагностики и лечения многих состояний. Возможность детально исследовать структуры желудочно-кишечного тракта, не прибегая к хирургическому вмешательству, позволила клиницистам диагностировать проблемы и планировать корректирующие процедуры с минимальным риском для пациента [10,11].Чтобы продолжить это исследование, необходимо будет дополнить традиционный подход интегративным подходом, который сочетает в себе наблюдение, теорию и прогнозирование во временных и размерных масштабах, в научных дисциплинах и в анатомических подсистемах, все из которых скорее отражают описаны искусственные деления.

Цель этого обзора — описать текущее состояние работ по биомеханическому моделированию желудочно-кишечного тракта у людей и животных, которые могут быть в дальнейшем использованы для интеграции физиологических, анатомических и медицинских знаний о системе желудочно-кишечного тракта.

АНАТОМИЯ И ФУНКЦИЯ ЖКТ

Желудочно-кишечный тракт представляет собой непрерывный канал, проходящий через тело, с желчными и панкреатическими протоками в качестве основных боковых ветвей. Желудочно-кишечный тракт состоит из ряда органов, которые похожи друг на друга по строению, по-разному расположены в виде цилиндров, сфероидов или промежуточных форм. Основные функции желудочно-кишечного тракта — транспортировка и переваривание пищи. Различные сегменты демонстрируют большие различия в морфологии и механических свойствах мышц, т.е.е. пищевод в основном служит для быстрой транспортировки пищевого комка изо рта в желудок, где пища в желудке хранится в течение некоторого времени, одновременно распадаясь на более мелкие компоненты. Сфинктеры желудочно-кишечного тракта служат для разделения желудочно-кишечного тракта на отсеки. Однако кишечник также важен для иммунных функций [12]. Стенка желудочно-кишечного тракта обычно состоит из четырех слоев: слизистой, подслизистой, мышечной и серозной (некоторые части называются адвентициями, где нет эпителия) (рисунок).Мышечный слой состоит из внешнего продольного и внутреннего кругового мышечного слоя. Богатые коллагеном слои подслизистой и слизистой оболочки находятся внутри мышечного слоя. Другой тонкий слой мышц, muscularis mucosae, существует почти по всему тракту. Движения желудочно-кишечного тракта создают чистый антеградный поток, чтобы смешать содержимое и переместить его по поверхности, где происходит абсорбция. Структуры сокращения и транзита сильно различаются от одной части тракта к другой. Движения стенок желудочно-кишечного тракта во время пищеварения и всасывания являются следствием сокращения двух слоев гладкой мускулатуры.Сокращения продольного мышечного слоя укорачивают стенку кишечника, тогда как перистальтические сокращения кругового мышечного слоя, напротив, в основном вызывают движение вперед с относительно небольшим перемешиванием. Сокращения окружных и продольных мышц чаще всего происходят вместе. Кишечная нервная система (ENS), состоящая как из миэнтерического (межмышечного) сплетения, так и из подслизистого сплетения, распределена в желудочно-кишечном тракте от пищевода до внутреннего анального сфинктера [13].Сеть нервов мышечно-кишечного сплетения встроена в рыхлый коллагеновый матрикс между продольным и круговым мышечными слоями (рисунок). Этот набор нервов необходим для регулирования сокращений прилегающей мускулатуры. Между нервными окончаниями и гладкими мышцами находятся интерстициальные клетки Кахаля (МКК), которые, как было показано, имеют решающее значение для генерации и распространения медленных электрических волн, регулирующих фазовую сократительную активность гладких мышц ЖКТ, а также для опосредования нейротрансмиссии от кишечные двигательные нейроны в гладкомышечные клетки [14,15].ENS гарантирует, что желудочно-кишечный тракт может выполнять важные задачи, даже когда он изолирован от остальной части тела. С другой стороны, желудочно-кишечный тракт не может нормально работать без интегративных функций ENS. Сбои в работе ENS все чаще признаются основными факторами многих заболеваний желудочно-кишечного тракта. Экзогенные нервы, работающие вместе с симпатической и парасимпатической нервными системами, также важны в регулировании кровотока и секреции и т. Д. [16]. Они также кодируют сознательные ощущения от кишечника, такие как полнота, позывы к дефекации и боль [17].Методы медицинской визуализации, такие как ультразвуковое исследование, МРТ и эндоскопическое ультразвуковое исследование (EUS), являются хорошо известными автономными клиническими методами, которые могут выявить структурные и функциональные аномалии желудочно-кишечного тракта [6,18]. Таким образом, анализ моделирования на основе анатомии и структуры желудочно-кишечного тракта и различных методов визуализации может быть применен к проблемам, связанным с функцией и патофизиологией.

Принципиальная схема желудочно-кишечного тракта.

ЗАБОЛЕВАНИЕ, ВЫЗЫВАЮЩЕЕ ТКАНИ И ПЕРЕСТРОЙКА СТРУКТУРЫ ЖКТ

Желудочно-кишечный тракт, как и другие полые органы, такие как сердце, кровеносные сосуды, мочевой пузырь и уретра, функционально подвержен изменениям размеров.Следовательно, особое функциональное значение имеют биомеханические свойства. Данные о биомеханических свойствах имеют решающее значение для понимания нормальной функции желудочно-кишечного тракта и дисфункции из-за болезни, потому что (1) перистальтическое движение, которое продвигает пищу через желудочно-кишечный тракт, является результатом взаимодействия пассивных и активных тканевых сил. и гидродинамические силы в пищевом комке и (2) ремоделирование механических свойств отражает изменения в структуре ткани, которые определяют конкретную сенсомоторную дисфункцию.

Исследования на людях документально подтвердили, что сахарный диабет [19] и системный склероз [20] вызывают биомеханическое ремоделирование ЖКТ. Используя различные модели животных (рисунок), мы продемонстрировали, что биомеханическое и гистоморфологическое ремоделирование происходит в желудочно-кишечном тракте из-за нормального физиологического роста [21,22], недоедания [23,24], воспаления, непроходимости [25–27], резекции кишечника. [28], диабет [29–33], лучевое поражение [34], изменения коллагена [35,36] и лечение EGF. Морфометрические свойства лучше всего описываются в состоянии нулевого напряжения, когда никакие внутренние или внешние силы не деформируют ткань.Кроме того, знание конфигурации с нулевым напряжением важно для любого механического анализа, поскольку она служит эталонным состоянием для вычисления напряжения и деформации в физиологических или патофизиологических условиях. Со ссылкой на состояние нулевого напряжения, комбинируя данные морфометрии и данные давления, мы можем вычислить соотношение напряжения и деформации стенки GI. Распределение напряжения-деформации в основном отражает упругие свойства желудочно-кишечного тракта. Изменения эластических свойств отражают структурные перестройки стенки желудочно-кишечного тракта при различных заболеваниях.Поэтому мы рассматриваем угол раскрытия состояния нулевого напряжения, остаточную деформацию и взаимосвязь между напряжением и деформацией как наиболее важные биомеханические параметры для описания заболеваний, вызывающих ремоделирование желудочно-кишечного тракта. Как правило, заболевания и факторы, вызывающие чрезмерный рост тканей, такие как диабет [37–40], непроходимость и лечение EGF [41–45], увеличивают жесткость стенки желудочно-кишечного тракта; тогда как факторы, замедляющие рост тканей, такие как голодание и диета с низким содержанием белка, уменьшают жесткость стенки желудочно-кишечного тракта. Чем больше коллагена в стенке желудочно-кишечного тракта, тем жестче стенка [20], и наоборот.Однако влияние различных факторов на угол раскрытия и остаточную деформацию желудочно-кишечного тракта зависит от изменений слоистой структуры. Гипотеза Фунга о неравномерном ремоделировании гласит, что если внутренняя стенка вырастает больше, чем внешняя, угол раскрытия увеличивается [46], тогда как если внешняя стенка вырастает больше, чем внутренняя стенка, угол раскрытия уменьшается. В таблице обобщены гистоморфологические и биомеханические перестройки желудочно-кишечного тракта, вызванные различными заболеваниями.

Таблица 1

Заболевания, вызывающие гистоморфологическое и биомеханическое ремоделирование желудочно-кишечного тракта [19–45]

длинная 9019 NC 9039 ↑ Muleum ↑ Мючий колит ↑ ↑ Ms ↑ 90↓↓939 Ileum39 90↓191 Mu ↓ Mu399 Mujun39 Jejun Su ↑ Ms ↑ Circ.

Заболевания	Виды	Гистомеханические Гистомеханические ремоделирование
			WT	WA	LT	OA	RES
↑	ND	ND	ND	ND	Circ NC Long ↑
Двенадцатиперстная кишка		ND	ND	ND	ND
Пищевод	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↓	↓	Circ ↑ Long ND
Двенадцатиперстная кишка	↑	↑ Длинный ↑
Jejunum	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↑	↑	Circ ↑ Long ↑
90 Muleum Ms ↑	↑	↑	Circ ↑ Long ↑
Двоеточие	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↑	90c205 909 Long 9105		90c205 909	Крыса	Пищевод	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↓	↓	Circ ↑ Long ND
ND
ND	ND	Цирк ↑
Sy стволового склероза	Человека	Двенадцатиперстная кишка	ND	ND	ND	ND	ND	Circ ↑
↑	↑	Circ ↑ Long ↑↑
Пост	Rat	Двуоденальная кишка	↓	↓	Mu ↓ Su↓ ↓
		Jejunum	↓	↓	Mu ↓ Su ↓	↑	↑	Circ ↓ Long ↓
↑	Circ ↓ Long ↓
Низкобелковая диета	Норка	Двуоденальная кишка	↓	↓	NC	NC	NC	NC	NC	NC	NC	NC	NC 05
		Jejunum	↓	↓	Mu ↓ Su ↓	↓	↓	Circ ↓ Long NC
		Ileum	↓
↓	Circ ↓ Long NC
Частичная непроходимость	Opossum	пищевод	ND	ND	ND	ND	ND	ND	Long 9039 ND 9019 ND 9019 909 909 9019 ND 9019 9019 длинный 9019 ND 9019 9019 Jejunum	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↓	↓	Circ ↑ Long ND
	↓↓ Несовершенный остеогенез	↑ ↓ Ms ↓	↑	↑	ND
Облучение	Мыши	Прямая кишка	↑	↑	ND↑	↑	ND
Резекция тонкой кишки	Крыса	Jejunum	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↑	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↑	↑	NC
		Лечение EGF	Крыса	Пищевод	↑	↑↑	Ms ↑ Цирк ↑ Long ND
Двуоденальная кишка	↑			↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↑	↑	Circ ↑ Long NC
↑	↑			Circ ↓ Long ↑
Ileum	↑	↑	Mu ↑ Su↓↑ Ms ↑	Двоеточие	↑ 9020 5	↑	Mu ↑ Su ↑ Ms ↑	↑	↑	ND

Ремоделирование желудочно-кишечного тракта, вызванное заболеванием, на животных моделях.

Хорошо известно, что механочувствительность важна для функции ЖКТ. Механочувствительные нервные окончания широко распространены в желудочно-кишечном тракте, где они играют важную роль в гомеостазе. Механочувствительные афференты во внутренних и внешних путях были описаны как рецепторы низкого, широкодинамического или высокопорогового напряжения [12]. Следовательно, структура желудочно-кишечного тракта, а также распределение напряжения и деформации в стенке важны для сенсорной и моторной функции желудочно-кишечного тракта. Изменения структуры или деформации стенки желудочно-кишечного тракта, вызванные заболеванием, изменяют относительное положение механочувствительных афферентов (нулевое значение механочувствительных афферентов).Биомеханическое ремоделирование, вызванное заболеванием, такое как изменение остаточной деформации, распределения напряжения и жесткости стенок, изменит напряжение и распределение напряжений в механочувствительных афферентах. В результате также изменится восприятие и моторика желудочно-кишечного тракта. Следовательно, морфологические изменения и биомеханическое ремоделирование желудочно-кишечного тракта могут влиять на функцию механочувствительных афферентов в стенке желудочно-кишечного тракта и в дальнейшем влиять на моторные и сенсорные функции.

БИОМЕХАНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖКТ

Использование численных моделей и, в частности, конечно-элементных моделей, широко изучается в области механики мягких тканей из-за потенциала, который они предлагают при анализе механического поведения морфологических сложные структуры с высокой структурной иерархией и составляющие с нелинейным поведением [47, 48].Эффективность численных моделей зависит от надежных реконструкций морфометрии исследуемого анатомического участка, конкретной нагрузки и граничных условий, а также определения конститутивных моделей, способных описывать механическую реакцию отдельных тканей. Гастроэнтерологические исследования традиционно основывались на экспериментальных подходах, а не на математическом моделировании. Большинство предыдущих усилий по моделированию в биологической области относилось к области сердца и легких; но в настоящее время разрабатываются и другие области.Однако за последние пять-десять лет несколько групп независимо друг от друга начали моделировать желудочно-кишечный тракт.

Большая морфологическая сложность желудочно-кишечного тракта и вариабельность в различных частях тракта хорошо известны. Сложность возрастает в характерных складках областей соединения [49–51]. Что касается структурной конформации тканей желудочно-кишечного тракта, то внутренние слои слизистой и подслизистой оболочки окружены наружным мышечным и серозным слоями. Коллагеновые волокна подслизистой оболочки образуют сложную сеть и ориентированы в разные стороны.Мышечные слои имеют мышечные волокна, ориентированные в окружном направлении (окружной мышечный слой) или в продольном направлении (продольный мышечный слой). Как следствие, ткань желудочно-кишечного тракта следует рассматривать как многослойный композитный материал, состоящий из тканей с различными механическими характеристиками [12,52–54]. Некоторые из компонентов показывают определенное пространственное расположение субструктур, таких как коллаген и мышечные волокна, и изучаются с помощью конститутивной формулировки, уже принятой в других областях механики биологических тканей, основанной на теории волокон. армированные материалы [55–57].Самые последние исследования свойств ткани желудочно-кишечного тракта в основном сосредоточены на поиске основного уравнения и связанных с ним основных параметров физиологического или патологического статуса. На сегодняшний день большинство исследований структуры ЖКТ и свойств тканей основано на экспериментах на животных. Разработка медицинских устройств позволила изучить механическое поведение желудочно-кишечного тракта in vivo [58–62].

Методы и текущие разработки в области изучения биомеханических свойств нормальных и измененных болезнью тканей желудочно-кишечного тракта были описаны в приведенных выше разделах.Далее будет кратко представлено создание морфометрического моделирования желудочно-кишечного тракта. Согласно методам реконструкции при моделировании GI, создание моделей GI можно разделить на моделей на основе медицинских изображений in vivo, моделей на основе медицинских изображений, модели на основе анатомии и модели на основе теоретического анализа.

Модели ЖКТ на основе медицинских изображений in vivo

Достижения в области визуализации сначала вводятся как инструменты исследования, а затем как клинические диагностические тесты.Основанные на медицинских изображениях трехмерные модели органов in vivo, GI охарактеризовали пищевод, желудок, тонкий кишечник, сигмовидную кишку, пищеводно-желудочный переход и прямую кишку на основе изображений поперечного сечения с использованием ультразвукового исследования, компьютерной томографии (КТ), Функциональный зонд для визуализации просвета (FLIP) или магнитно-резонансная томография (МРТ) [3,4,63–68]. С развитием медицинских устройств, таких как планиметрия импеданса, теперь можно записывать механические параметры, такие как давление в просвете, одновременно с медицинскими изображениями поперечного сечения.Следовательно, in vivo, механическое поведение органов может быть вычислено на основе реконструированных морфометрических моделей GI и зарегистрированного механического параметра. Реконструированная модель сигмовидной кишки и соответствующее распределение напряжения и напряжения на модели показаны в качестве примера на рисунке. Подробные описания анализа моделирования in vivo GI можно найти в исследованиях Liao et al [66] и Frokjaer et al [3,4].

Реконструированная модель сигмовидной кишки и соответствующее распределение натяжения.A: Репрезентативная модель сигмовидной кишки с объемом растяжения 200 мл. Модель с фиолетовым цветом — это сплошная модель, созданная непосредственно из МР-изображений, а зеленая сетка — это сглаженная поверхность. Сравнение твердотельной модели и сглаженной поверхности показывает, что сглаженная модель хорошо сочетается с исходной твердотельной моделью; B: Распределение окружной кривизны на моделях поверхности; C: Распределение натяжения модели поверхности сигмовидной кишки.

Моделирование GI на основе анатомии

Для анализа моделирования с использованием моделей in vivo , основанных на изображениях, только напряжение или напряжение вычислялись на основе трехмерной геометрии поверхности с использованием уравнения Лапласа и толщины стенки.Поэтому структура ткани не принималась во внимание. Чтобы помочь в понимании взаимосвязи между структурой и функцией желудочно-кишечного тракта в здоровом и болезненном состояниях, необходима анатомическая модель конечных элементов. Модель GI визуализации на основе анатомии теперь коммерчески доступна, однако анализ численного моделирования на основе анатомии GI до сих пор в основном проводился группой Эндрю Пуллана, и все модели были построены в рамках проекта Visible Human [69–71]. Проект Visible Human предоставил набор изображений поперечного сечения человеческого трупа.На каждом изображении были созданы точки данных вокруг границы интересующего органа, а затем геометрические модели были построены на основе выделенных облаков данных [71–75]. Анатомические модели в настоящее время используются для исследования нормальной и патологической электрической активности желудка и тонкой кишки [71–74], функций мышц желудочно-пищеводного перехода во время глотания [75] и кровотока в брыжеечной артерии. система кишечника человека [69,70]. Пример анатомической модели желудка крысы in vitro , созданной с помощью ультразвукового сканирования, показан на рисунке.

Пример анатомической модели желудка крысы in vitro , созданной с помощью ультразвукового сканирования. A: Типичное КТ-сканирование поперечного среза желудка крысы in vitro ; B: Восстановленная модель желудка на основе компьютерной томографии желудка крысы in vitro . Расстояние между срезами в поперечном сечении составляло 1 мм, изменение цвета с синего на красный означает увеличение длины желудка в направлении z.

Моделирование GI на основе теоретического анализа

Морфологическая сложность органов GI затрудняет построение моделей конечных элементов на основе анатомии.Следовательно, некоторые числовые модели органов желудочно-кишечного тракта были построены на основе теоретического анализа путем упрощения сложной морфометрии желудочно-кишечного тракта до регулярной геометрии, такой как круговой цилиндр для пищевода [52,57,64,68,76] и сфера для желудочный мешок [77] и несколько обычных трубок для описания антрододенального соединения [78] и пищеводно-желудочного соединения [79]. В упрощенной морфометрически модели большинство биомеханических характеристик, таких как структура ткани, свойства ткани и поток болюса, могут быть выражены математически, и, таким образом, можно смоделировать механическую функцию желудочно-кишечного тракта.Упрощенные модели желудочно-кишечного тракта существовали для описания функции мышц [53,68,76], транспортировки пищи [77,78,80,81] и кровотока [65] в желудочно-кишечном тракте в здоровых и больных ситуациях. Упрощенная модель мешка для описания опорожнения желудка пациента, лечившегося от ожирения, проиллюстрирована на рисунке в качестве примера. Как можно видеть, кривые опорожнения пакета, основанные на упрощенной модели, хорошо согласуются с клиническими результатами.

Упрощенная модель мешочка для описания опорожнения желудка пациента, лечившегося от ожирения.A: Типичная модель мешочка среднего размера с диаметром стомы 10 мм. B: История объема на фазах наполнения и опорожнения в моделях среднего и большого мешка с диаметром стомы 10 мм. Сплошная линия представляет собой мешочек среднего размера, а пунктирная линия — большой мешочек. Кружки и треугольники представляют данные объема записанной клинической кривой опорожнения для среднего и большого мешка. Сумка и стома — это небольшая полость дна и соответствующий узкий выход между сумкой и остальной частью желудка при гастропластике и процедурах обходного желудочного анастомоза при ожирении.

ПЕРСПЕКТИВА

Исследования по моделированию GI сосредоточены на компьютерном моделировании и моделировании для конкретного пациента для прогнозирования заболевания или ранней диагностики путем интеграции специфических для пациента знаний и предрасположенностей, полученных при биомедицинской визуализации. Моделирование желудочно-кишечного тракта продвинет наше понимание механизмов функции желудочно-кишечного тракта и заболеваний, таких как диспепсия и висцеральная боль. Кроме того, интегрированная имитационная модель желудочно-кишечного тракта будет полезна для медицинского образования, а также для оценки эффективности и безопасности новых лекарств.Задача моделирования GI состоит в том, чтобы разработать математические и вычислительные модели структурно-функциональных отношений, соответствующих каждой (ограниченной) пространственной и временной области, а затем связать параметры модели в одном масштабе с более подробным описанием структуры и функций в соседние уровни. Таким образом, настоящие аналитические инструменты могут быть интегрированы для анализа сложных структур для понимания биомеханического поведения в других висцеральных органах и в дальнейшем интегрированы как глобальная модель GI.Связанные с механическим поведением аспекты заболеваний сигмовидной кишки (дивертикулярная болезнь, синдром раздраженного кишечника, и т.д., ), тонкой кишки (нарушения перистальтики), желудка (нарушения перистальтики, неязвенная диспепсия, и т.д., ) и пищевода (эзофагит). , гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, несердечная боль в груди, и т.д., ) могут быть дополнительно разработаны с применением модифицированных версий настоящих моделей.

Сноски

При поддержке Грант Национального института здравоохранения США №1RO1DK072616-01A2, и Карен Элиз Дженсен Фонд

Рецензент: Дженнифер Сиггерс, Департамент биоинженерии, Имперский колледж Лондона, кампус Южный Кенсингтон, Лондон, SW7 2AZ, Соединенное Королевство

S- Editor Li LF Editor Stewart GJ E- Editor Yin DH

Ссылки

1. Берстад А., Хаускен Т., Гилья О.Х., Хвим К., Несье Л. Scand J Gastroenterol Suppl. 1996; 220: 75–82.[PubMed] [Google Scholar] 2. Берстад А., Хаускен Т., Гилья О.Н., Несланд А., Одегаард С. Визуализирующие исследования при диспепсии. Eur J Surg Suppl. 1998. 220: 42–49. [PubMed] [Google Scholar] 3. Frokjaer JB, Liao D, Bergmann A, McMahon BP, Steffensen E, Drewes AM, Gregersen H. Трехмерные биомеханические свойства прямой кишки человека, оцененные с помощью магнитно-резонансной томографии. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2005; 17: 531–540. [PubMed] [Google Scholar] 4. Frokjaer JB, Liao D, Steffensen E, Dimcevski G, Bergmann A, Drewes AM, Gregersen H.Геометрические и механосенсорные свойства сигмовидной кишки оценивают с помощью магнитно-резонансной томографии. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2007. 19: 253–262. [PubMed] [Google Scholar] 5. Gilja OH, Lunding J, Hausken T, Gregersen H. Аккомодация желудка, оцененная с помощью ультразвукового исследования. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2006; 12: 2825–2829. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Гилья О.Х., Хатлебакк Ю.Г., Одегаард С., Берстад А., Виола I, Гиертсен С., Хаускен Т., Грегерсен Х. Улучшенная визуализация и визуализация при желудочно-кишечных расстройствах.Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007; 13: 1408–1421. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 7. Clapworthy GJ, Viceconti M. Видя еврофизиом: дорожная карта к виртуальному физиологическому человеку. (Действие по координации № 027642, ШАГ: стратегия для еврофизиома) Том. 13. Лутон: Университет Бедфордшира; 2007. [Google Scholar] 8. Хантер П.Дж., Нильсен П.М., Булливант Д. Проект физиома IUPS. Международный союз физиологических наук. Компания Novartis Found Symp. 2002; 247: 207–217; обсуждение 217-221, 244-252.[PubMed] [Google Scholar] 9. Хантер П., Нильсен П. Стратегия интегративной вычислительной физиологии. Физиология (Bethesda) 2005; 20: 316–325. [PubMed] [Google Scholar] 10. Liao D, Lelic D, Gao F, Drewes AM, Gregersen H. Биомеханическое функциональное и сенсорное моделирование желудочно-кишечного тракта. Philos Transact A Math Phys Eng Sci. 2008; 366: 3281–3299. [PubMed] [Google Scholar] 11. Грегерсен Х. Проект Giome. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2006; 18: 401–402. [PubMed] [Google Scholar] 12. Грегерсен Х., Кассаб Г.Биомеханика желудочно-кишечного тракта. Нейрогастроэнтерол Мотил. 1996. 8: 277–297. [PubMed] [Google Scholar] 13. Takaki M. Клетки водителя ритма кишечника: интерстициальные клетки Cajal (ICC) J Smooth Muscle Res. 2003. 39: 137–161. [PubMed] [Google Scholar] 14. Бернс А.Дж. Заболевания интерстициальных клеток Кахаля. J Педиатр Гастроэнтерол Нутр. 2007; 45 Приложение 2: S103 – S106. [PubMed] [Google Scholar] 15. Сандерс К.М., Ордог Т., Вард С.М. Физиология и патофизиология интерстициальных клеток Кахаля: от скамейки к постели.IV. Генетические и животные модели нарушений моторики ЖКТ, вызванных потерей интерстициальных клеток Кахаля. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002; 282: G747 – G756. [PubMed] [Google Scholar] 16. Guyton AC, зал JE. Медицинская физиология. 10-е изд. Vol. 282. Филадельфия: WB Saunders Company; 2000. [Google Scholar] 17. Древес А.М., Грегерсен Х., Арендт-Нильсен Л. Экспериментальная боль в гастроэнтерологии: переоценка исследований на людях. Сканд Дж Гастроэнтерол. 2003. 38: 1115–1130. [PubMed] [Google Scholar] 18. Камиллери М.Новая визуализация в нейрогастроэнтерологии: обзор. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2006. 18: 805–812. [PubMed] [Google Scholar] 19. Frokjaer JB, Andersen SD, Ejskjaer N, Funch-Jensen P, Drewes AM, Gregersen H. Нарушение сократительной способности и ремоделирование верхних отделов желудочно-кишечного тракта при сахарном диабете 1 типа. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007; 13: 4881–4890. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 20. Педерсен Дж., Гао С., Эгеквист Х., Бьерринг П., Арендт-Нильсен Л., Грегерсен Х., Дрюс А. М.. Боль и биомеханические реакции на вздутие двенадцатиперстной кишки у пациентов с системным склерозом.Гастроэнтерология. 2003. 124: 1230–1239. [PubMed] [Google Scholar] 21. Gregersen H, Lu X, Zhao J. Физиологический рост связан с морфометрическими и биомеханическими изменениями пищевода у крыс. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2004. 16: 403–412. [PubMed] [Google Scholar] 22. Лу X, Чжао Дж, Грегерсен Х. Морфометрические и биомеханические изменения тонкой кишки во время физиологического роста у крыс. J Biomech. 2005; 38: 417–426. [PubMed] [Google Scholar] 23. Dou Y, Gregersen S, Zhao J, Zhuang F, Gregersen H. Влияние повторного кормления после голодания на биомеханические свойства тонкого кишечника крысы.Med Eng Phys. 2001; 23: 557–566. [PubMed] [Google Scholar] 24. Dou Y, Gregersen S, Zhao J, Zhuang F, Gregersen H. Морфометрическое и биомеханическое ремоделирование кишечника, вызванное голоданием у крыс. Dig Dis Sci. 2002; 47: 1158–1168. [PubMed] [Google Scholar] 25. Грегерсен Х., Гиверсен И.М., Расмуссен Л.М., Тоттруп А. Биомеханические свойства стенки и содержание коллагена в частично закупоренном пищеводе опоссума. Гастроэнтерология. 1992; 103: 1547–1551. [PubMed] [Google Scholar] 26. Сторкхольм Дж. Х., Чжао Дж., Вилладсен Г. Э., Хагер Х., Йенсен С.Л., Грегерсен Х.Биомеханическое ремоделирование тонкой кишки морской свинки с хронической обструкцией. Dig Dis Sci. 2007. 52: 336–346. [PubMed] [Google Scholar] 27. Сторкхольм Дж. Х., Чжао Дж., Вилладсен Г. Е., Грегерсен Х. Спонтанная и вызванная болюсом моторика в хронически обструкции тонкой кишки морских свинок in vitro. Dig Dis Sci. 2008. 53: 413–420. [PubMed] [Google Scholar] 28. Dou Y, Lu X, Zhao J, Gregersen H. Морфометрическое и биомеханическое ремоделирование кишечника после резекции тонкого кишечника у крысы. Нейрогастроэнтерол Мотил.2002; 14: 43–53. [PubMed] [Google Scholar] 29. Jorgensen CS, Ahrensberg JM, Gregersen H, Flyvberg A. Отношения напряжения и деформации и морфометрия тонкой кишки крысы при экспериментальном диабете. Dig Dis Sci. 2001; 46: 960–967. [PubMed] [Google Scholar] 30. Ляо Д., Чжао Дж., Грегерсен Х. Анализ трехмерной геометрии желудка у крыс GK с диабетом II типа. Диабет Res Clin Pract. 2006; 71: 1–13. [PubMed] [Google Scholar] 31. Ян Дж., Чжао Дж., Цзэн Й., Грегерсен Х. Биомеханические свойства пищевода крысы при экспериментальном диабете 1 типа.Нейрогастроэнтерол Мотил. 2004. 16: 195–203. [PubMed] [Google Scholar] 32. Ян Дж., Чжао Дж., Ляо Д., Грегерсен Х. Биомеханические свойства слоистого пищевода и его ремоделирование при экспериментальном диабете 1 типа. J Biomech. 2006; 39: 894–904. [PubMed] [Google Scholar] 33. Zhao J, Frokjaer JB, Drewes AM, Ejskjaer N. Сенсорно-моторная дисфункция верхних отделов желудочно-кишечного тракта при сахарном диабете. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2006; 12: 2846–2857. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 34. Грегерсен Х., Лундби Л., Овергаард Дж.Ранние и поздние эффекты облучения на морфометрию и остаточную деформацию прямой кишки мышей. Dig Dis Sci. 2002; 47: 1472–1479. [PubMed] [Google Scholar] 35. Грегерсен Х., Вайс С.М., Маккалок А.Д. Морфометрия пищевода и остаточная деформация на мышиной модели несовершенного остеогенеза. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2001; 13: 457–464. [PubMed] [Google Scholar] 36. Fan Y, Zhao J, Liao D, Gregersen H. Влияние переваривания коллагена и эластина на гистоморфометрию и состояние нулевого стресса в пищеводе крысы. Dig Dis Sci.2005; 50: 1497–1505. [PubMed] [Google Scholar] 37. Zhao J, Sha H, Zhou S, Tong X, Zhuang FY, Gregersen H. Ремоделирование нулевого стрессового состояния тонкой кишки у крыс с индуцированным стрептозотоцином диабетом. Эффект гликлазида. Dig Liver Dis. 2002; 34: 707–716. [PubMed] [Google Scholar] 38. Чжао Дж., Ляо Д., Ян Дж., Грегерсен Х. Вязкоупругое поведение тонкой кишки у крыс с диабетом, вызванным стрептозотоцином. Dig Dis Sci. 2003. 48: 2271–2277. [PubMed] [Google Scholar] 39. Чжао Дж., Ян Дж., Грегерсен Х. Биомеханическое и морфометрическое ремоделирование кишечника во время экспериментального диабета у крыс.Диабетология. 2003; 46: 1688–1697. [PubMed] [Google Scholar] 40. Чжао Дж, Ляо Д., Грегерсен Х. Биомеханическое и гистоморфометрическое ремоделирование пищевода у крыс GK с диабетом 2 типа. J Осложнения диабета. 2007; 21: 34–40. [PubMed] [Google Scholar] 41. Ляо Д., Ян Дж., Чжао Дж., Цзэн Ю., Винтер-Йенсен Л., Грегерсен Х. Влияние эпидермального фактора роста на дополнительные модули Юнга в тонком кишечнике крысы. Med Eng Phys. 2003. 25: 413–418. [PubMed] [Google Scholar] 42. Ян Дж., Чжао Дж. Б., Цзэн Ю. Дж., Грегерсен Х.Биомеханические свойства подвздошной кишки после системного лечения эпителиальным фактором роста. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2003; 9: 2278–2283. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 43. Ян Дж., Чжао Дж., Цзэн Й., Винтер-Йенсен Л., Грегерсен Х. Морфологические свойства нулевого стрессового состояния в толстой кишке крысы во время системного лечения EGF. Dig Dis Sci. 2003. 48: 442–448. [PubMed] [Google Scholar] 44. Чжао Дж., Ян Дж., Винтер-Дженсен Л., Чжуанг Ф., Грегерсен Х. Биомеханические свойства пищевода во время системного лечения эпидермальным фактором роста у крыс.Энн Биомед Eng. 2003. 31: 700–709. [PubMed] [Google Scholar] 45. Чжао Дж, Ян Дж, Винтер-Дженсен Л., Чжуанг Ф., Грегерсен Х. Морфометрия и биомеханические свойства тонкого кишечника крысы после системного лечения эпидермальным фактором роста. Биореология. 2002; 39: 719–733. [PubMed] [Google Scholar] 46. Fung YC. Биомеханика механических свойств живых тканей. Vol. 39. Берлин: Springer-Verlag; 1993. [Google Scholar] 47. Натали А.Н., Карниэль Э.Л., Паван П.Г., Дарио П., Иззо И., Менсиасси А. VII Симпозиум компьютерных методов в биомеханике и биомедицинской инженерии.Антиб: [издатель неизвестен]; 2006. Оценка основных параметров для численного анализа нелинейной механической реакции мягких тканей. [Google Scholar] 48. Натали А.Н., Карниэль Э.Л., Паван П.Г., Дарио П., Изцо I, Менсиасси А., редакторы. 2006 Международная конференция IEEE / RAS-EMBS по биомедицинской робототехнике и биомехатронике. Пиза: 2006. Гиперупругие модели для анализа механики мягких тканей: определение основных параметров; С. 1–8. [Google Scholar] 49. Ляо Д., Чжао Дж., Ян Дж., Грегерсен Х.Состояние отсутствия стресса в пищеводе и складка слизистой оболочки с точки зрения GIOME. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007; 13: 1347–1351. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 50. Ляо Д., Кассин Дж., Чжао Дж., Грегерсен Х. Геометрическая конфигурация и морфометрия пищевода кролика во время нагрузки люминальным давлением. Physiol Meas. 2006. 27: 703–711. [PubMed] [Google Scholar] 51. Ян В., Фунг ТК, Чиан К.С., Чонг СК. Трехмерная конечно-элементная модель двухслойного пищевода, включая эффекты остаточных деформаций и коробления слизистой оболочки.Proc Inst Mech Eng [H] 2007; 221: 417–426. [PubMed] [Google Scholar] 52. Liao D, Fan Y, Zeng Y, Gregersen H. Распределение напряжения в слоистой стенке пищевода крысы. Med Eng Phys. 2003. 25: 731–738. [PubMed] [Google Scholar] 53. Ляо Д., Чжао Дж., Фань Й., Грегерсен Х. Двухслойная квази-3D модель конечных элементов пищевода. Med Eng Phys. 2004; 26: 535–543. [PubMed] [Google Scholar] 54. Ян В., Фунг ТК, Чиан К.С., Чонг СК. Нестабильность двухслойной толстостенной модели пищевода при внешнем давлении и круговом внешнем граничном условии.J Biomech. 2007; 40: 481–490. [PubMed] [Google Scholar] 55. Гассер Т.К., Огден Р.В., Хольцапфель Г.А. Гиперупругое моделирование артериальных слоев с распределенными ориентациями коллагеновых волокон. Интерфейс J R Soc. 2006; 3: 15–35. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 56. Holzapfel GA, Gasser TC, Ogden RW. Сравнение многослойной структурной модели артериальных стенок с моделью грибкового типа и вопросы устойчивости материала. J Biomech Eng. 2004; 126: 264–275. [PubMed] [Google Scholar] 57. Ян В., Фунг ТК, Чиан К.С., Чонг СК.Направленные, региональные и послойные вариации механических свойств ткани пищевода и их интерпретация с использованием конститутивной модели на основе структуры. J Biomech Eng. 2006; 128: 409–418. [PubMed] [Google Scholar] 58. Drewes AM, Arendt-Nielsen L, Funch-Jensen P, Gregersen H. Экспериментальные модели боли человека при гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и необъяснимой боли в груди. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2006; 12: 2806–2817. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 60. Грегерсен Х., Древес А.М., МакМахон Б.П., Ляо Д.Исследования баллонного растяжения в желудочно-кишечном тракте: актуальная роль. Dig Dis. 2006. 24: 286–296. [PubMed] [Google Scholar] 61. Грегерсен Х., Ляо Д., Педерсен Дж., Древес А.М.. Новый метод оценки свойств сокращения мышц кишечника: исследования у здоровых людей и пациентов с системным склерозом. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2007; 19: 11–19. [PubMed] [Google Scholar] 62. Педерсен Дж., Древес А.М., Грегерсен Х. Новый анализ для изучения мышечной функции пищевода человека. Нейрогастроэнтерол Мотил.2005; 17: 767–772. [PubMed] [Google Scholar] 63. Frokjaer JB, Andersen SD, Drewes AM, Gregersen H. Определяемые ультразвуком геометрические и биомеханические свойства двенадцатиперстной кишки человека. Dig Dis Sci. 2006. 51: 1662–1669. [PubMed] [Google Scholar] 64. Ли М., Брассер Дж. Дж., Доддс В. Дж. Анализ нормального и аномального пищеводного транспорта с использованием компьютерного моделирования. Am J Physiol. 1994; 266: G525 – G543. [PubMed] [Google Scholar] 65. Jeays AD, Lawford PV, Gillott R, Spencer P, Barber DC, Bardhan KD, Hose DR. Характеристика гемодинамики верхней брыжеечной артерии.J Biomech. 2007; 40: 1916–1926. [PubMed] [Google Scholar] 66. Ляо Д., Грегерсен Х., Хаускен Т., Гилья О.Н., Мундт М., Кассаб Г. Анализ геометрии поверхности человеческого желудка с использованием трехмерного ультразвукового исследования в реальном времени in vivo. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2004. 16: 315–324. [PubMed] [Google Scholar] 67. McMahon BP, Frokjaer JB, Kunwald P, Liao D, Funch-Jensen P, Drewes AM, Gregersen H. Зонд функциональной визуализации просвета (FLIP) для оценки пищеводно-желудочного перехода. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.2007; 292: G377 – G384. [PubMed] [Google Scholar] 68. Никосия, Массачусетс, Брассер Дж. Г., Лю Дж. Б., Миллер Л.С. Локальное продольное укорочение мышц пищевода человека по данным высокочастотного ультразвукового исследования. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2001; 281: G1022 – G1033. [PubMed] [Google Scholar] 69. Buist ML, Cheng LK, Sanders KM, Pullan AJ. Многомасштабное моделирование электрической активности желудка человека: может ли электрогастрограмма обнаружить функциональную электрическую развязку? Exp Physiol. 2006. 91: 383–390. [PubMed] [Google Scholar] 70.Buist ML, Cheng LK, Yassi R, Bradshaw LA, Richards WO, Pullan AJ. Анатомическая модель желудочной системы для производства биоэлектрических и биомагнитных полей. Physiol Meas. 2004. 25: 849–861. [PubMed] [Google Scholar] 71. Ченг Л.К., Комуро Р., Остин Т.М., Буист М.Л., Пуллан А.Дж.. Анатомически реалистичные многомасштабные модели нормальной и аномальной электрической активности желудочно-кишечного тракта. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007. 13: 1378–1383. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 72. Лин А.С., Буист М.Л., Ченг Л.К., Смит Н.П., Пуллан А.Дж.Компьютерное моделирование магнито- и электроэнтерограммы человека. Энн Биомед Eng. 2006; 34: 1322–1331. [PubMed] [Google Scholar] 73. Лин А.С., Буист М.Л., Смит Н.П., Пуллан А.Дж. Моделирование медленноволновой активности тонкого кишечника. J Theor Biol. 2006; 242: 356–362. [PubMed] [Google Scholar] 74. Пуллан А., Ченг Л., Ясси Р., Буист М. Моделирование биоэлектрической активности желудочно-кишечного тракта. Prog Biophys Mol Biol. 2004. 85: 523–550. [PubMed] [Google Scholar] 75. Ясси Р., Ченг Л.К., Аль-Али С., Смит Н.П., Пуллан А.Дж., Виндзор Дж.А.Математическая модель пищеводно-желудочного перехода, основанная на анатомии. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2004; 1: 635–638. [PubMed] [Google Scholar] 76. Brasseur JG, Никосия, Массачусетс, Pal A, Miller LS. Функция продольных и круговых мышечных волокон в перистальтике пищевода, выведенная с помощью математического моделирования. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007; 13: 1335–1346. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 77. Гао Ф, Ляо Д., Чжао Дж., Древес А.М., Грегерсен Х. Численный анализ наполнения и опорожнения мешка после лапароскопической операции бандажирования желудка.Obes Surg. 2008. 18: 243–250. [PubMed] [Google Scholar] 78. Диллард С., Кришнан С., Удайкумар Х.С. Механика течения и перемешивания в антродуоденальном переходе. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007. 13: 1365–1371. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 79. МакМахон Б.П., Оди К.Д., Молони К.В., Грегерсен Х. Расчет потока через пищеводно-желудочный переход. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007. 13: 1360–1364. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 80. Pal A, Brasseur JG, Abrahamsson B. Путь через желудок или Magenstrasse для опорожнения желудка.J Biomech. 2007. 40: 1202–1210. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ян В., Фунг ТК, Чиан К.С., Чонг СК. Конечно-элементное моделирование транспортировки пищи по телу пищевода. Мир Дж. Гастроэнтерол. 2007. 13: 1352–1359. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Желудочно-кишечный тракт — обзор

Введение

Быстрое развитие нанотехнологий создает неизбежный риск воздействия инженерных наноматериалов (ENM) и, как следствие, необходимость оценки потенциального воздействия такое разоблачение.Несмотря на значительные текущие исследования в области нанотоксикологии, относительно мало внимания уделяется влиянию, поведению и взаимодействию ENM в желудочно-кишечном тракте (GIT). Широко распространенное использование НМ, таких как наночастицы серебра (Ag NP), в упаковке пищевых продуктов, зубной пасте и наномедицине, а также оксида цинка (ZnO) и диоксида титана (TiO ₂ ) NM в продуктах питания, зубной пасте, косметике и солнцезащитных кремах несет явный риск. приема внутрь для значительной части населения. Кроме того, более широко изученный способ ингаляции ENM также приведет к вторичному воздействию на ЖКТ после выведения из дыхательных путей.Степень воздействия ЭНМ в настоящее время плохо определена количественно, и необходимо понимать потенциальное влияние ЯМ на сам ЖКТ и степень, в которой они могут перемещаться из ЖКТ в кровообращение и периферические органы (в первую очередь, печень). где они могут оказывать токсическое действие. Одна из областей, которая была изучена более широко, — это использование «наноносителей», разработанных в качестве носителей для пероральной доставки лекарств и вакцин, которые зависят от их способности взаимодействовать с эпителием ЖКТ и, в некоторых случаях, транспортироваться им.Хотя данные о поглощении таких устройств для доставки частиц определяют потенциальные маршруты поглощения других ENM, они также подчеркивают сложность взаимодействия частиц в GIT, что в настоящее время не позволяет точно предсказать поведение отдельных ENM.

В этой главе я рассмотрю различные пути поглощения и транспорта ЯМ, существующие в ЖКТ, и рассмотрю доступную литературу, характеризующую эти пути и их значение для поглощения ЯМ организмом. Большая часть доступных данных о поглощении и транспорте NP из исследований in vivo, и in vitro, , больше из области фармацевтических исследований, где разработка и характеристика носителей для доставки твердых частиц для лекарств и / или вакцин были горячими темами для многих. годы.К сожалению, здесь мы сталкиваемся с риском путаницы, потому что в фармацевтических исследованиях термин наночастица обычно используется для описания любых частиц субмикронного размера, а не более строгое определение менее 100 нм, которое стало общепринятым в области нанотоксикологии и нанотехнологий. Носители для доставки частиц чаще составляют в диапазоне размеров 200–500 нм, что увеличивает эффективность инкапсуляции, но также разрабатываются новые носители наноразмеров. Хотя информация об эффективности этих препаратов полезна для прогнозирования потенциального поглощения других частиц, включая ENM, в настоящее время доступны ограниченные данные о поглощении и переносе большинства классов ENM, включая те, которые могут случайно попасть в ЖКТ.Поглощение и удержание по крайней мере некоторых истинных ENM было продемонстрировано после пероральной доставки у мелких животных [1,2], и, поскольку уже известно, что многие более крупные частицы абсорбируются в кишечнике [3-5], можно предположить, что по крайней мере, некоторые ENM получат доступ к транспортным маршрутам, доступным для более крупных частиц, а также, вероятно, к другим механизмам поглощения. Важно понимать потенциальные пути поглощения и факторы, которые могут ограничивать или способствовать такому поглощению, чтобы оценить риск для организма переноса ENM из просвета ЖКТ в периферические ткани.

В этой главе также будет изложено, что известно о токсичности НМ для кишечника, а также указаны области, где информация отсутствует. Хотя было высказано предположение, что частицы, такие как TiO ₂ , могут играть роль в патогенезе воспалительного заболевания кишечника [6,7], прямых доказательств причинной связи между ЯМ и патологией кишечника нет. Относительно немногочисленные данные о токсичности ЯМ в кишечных клетках были получены в основном из исследований на клетках Сасо-2, клеточной линии аденокарциномы человека, которая при выращивании на проницаемых подложках дифференцируется с образованием поляризованного эпителиального слоя с хорошо развитыми микроворсинками и плотными контактами.